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卫星接收天线仰角和方位角计算公式的推导
卫 星 接 收 天 线 仰 角 和 方 位 角
计 算 公 式 的推 导 一 … 强… … … ,
方位 角 的计 算 公式 不难 查 到 , 其 推 导过
和 但程 却 不 常
. 文 意 欲 弥 补 这 一 缺 憾 , 望 能 有 助 于 读
见 本 希者 .方 位
和 仰 角 的 示 意 图 如 图 1所 示 . 角
在 图 1中 , A 点作 OD 的垂 线 , O 于 E, 过 交 D
E 点 做 OP 的 垂 线 , O 于 F, 接 EF OA=r O
,E =ro OOF=ro Oo ~
cs , c sc s . 根 据 & 果 两 个 平 面 互 相 垂 直 , 么 在 一 个 平 面 内
如 那垂 直 于 它们 的交 线 的直 线必垂 直 于 另一 个平 面 & 经 过
.地 面 站 的经 线 圈所 在 的 面 , 直 于 赤道 所在 的面 ,
垂 AE 垂 直 于 赤 道 面 , 以 AE 也 垂 直 于 E
所 F AF一 ~AE +EF 一 /rs
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o一 一 2 .O O o
rC S c sr + 一C
一 r s n 一 r C S 8 i
AC:AP 连 线 在 过 地 球 上 A 点 的 切 面 ( 称 地
后 面 ) 的 投 影
上 AD : 地 面 站 指 向 正 南 方 的 射 线 . 从
Q: 面 站 的 纬 度 . 地
一! 塑 ±!
1 塑 ! 二! ±! 虫一
2o Oo￥ c s c s0
2o Oo ￥ c s c s0
地 面 站 的 经 度 与 卫 星 的 经 度 差 , ‰ 一 住
即口仰角. :
卢: 位 角 . 方
r 地 球 平 均 半 径 , 为 63 8k . : 约
h: 星 离 地 球 表 面 的距 离 , 为 3
m. 卫 约 57 6k
1 求 仰 角
从 接 收点 ∽ ) 望卫 星 ( 的视 线 ( 仰 P) AP) 地 面 的
与 夹 角 即 为 仰 角 , 1中 的 .
图 .1 1 判 定 CP, .
oA, AP, oP, AC 共 面 垫 !
一. . : 墅
13 求仰角 .
夸 r +h―M
A B ― r gY OB = r e 7 ~
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r e Y)o 7 M c s - r M sc cs = oY
Pc M c 7一 r os
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因 为 PC 垂 直 于 地 面 , A 垂 直 于 地 面 , 以
o 所 平 行 于 O , C, A 能 确 定 一 个 平 面 . 直 线 Ao,
A P o AC, AP 分 别 有 两 点 在 P 和 O 上 , 据 & 果 一 条 直 线
c A 根 如 上 的 两 点 在 一 个 平 面 内 , 么 这 条 直 线 上 所 有 的 点 都
那 在 这 个 平 面 内 & 判 定 C 0 A尸, P, 共 面 . 可 P, A, o AC
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O Y =c sc s = o Oo ‰ 0 rM ~0.
1 51 7乡 镇 卫 星 电视 接 收 的误 区 焦距 和极 化 的位 置 磋..
弓圾 口姚曙光 ( 湖北省襄樊广播电 视太学 412) 401
_ _ _ . ― . . ' 一
在 卫 星 电 视 接 收 天 线 的 调 试 中 . 多 乡 镇 广 播 电
许 视 站 的 技 术 人 员 只 是 注 意 调 整 卫 星 天 线 的 方 位 和 仰
角 . 往 往 忽 略 了 影 响 接 收 效 果 的 另 外 两 个 参 数 焦 距
而的距 离 , 就不 难找 到 最佳 收视 效 果时 的 焦距 .
2 极 化 位 置 的 确 定
什 么 是 最 佳 的极 化 位 置 呢 ? 简 单 的 判 断 就 是 在 接
收 机 上 接 收 水 平 极 化 的 节 目 时 , 接 收 机 上 收 不 到 垂
该 直 极 化 的节 目 , 之 亦 然 . 反
目前 许 多 卫 星 天 线 大 都 更 换 了 双 馈 源 , 仍 然 存
但 在 着 调 整 极 化 未 达 到 最 佳 位 置 的 问 题 . 笔 者 通 过 上 述
最 佳 极 化 判 断 方 法 的 检 验 , 觉 其 接 收 的 极 化 方 式 都
发 存 在 不 太 准 确 的 问 题 . 在 焦 距 , 位 , 角 都 正 确 的情
方 仰 况下 . 只需 到 天 线 上 转 动 馈 源 的 角 度 , 各 自的 水 平 和
使 垂 直 极 化 节 目 更 清 楚 , 且 水 平 极 化 接 收 上 调 不 出垂
并 直 极 化 上 的 节 目 , 之 亦 然 , 可
确 定 此 时 的 极 化 位
反 就 置 为最 佳 位置 .
通 过 上 述 两 种 调 试 方 法 , 配 合 方 位 , 角 的 调
一 丝和极化 , 果使 调试 结 果不 甚 理想 . 结
笔 者通 过大 量 实践 , 到 要 调整好 卫 星接 收设 备 , 感
除 硬 件 器 材 因 素 外 , 应 在 软 件 调 试 上 加 大 力 度 , 应
还 即 在 焦 距 , 化 , 位 , 角 这 四 个 要 素 上 下 功 夫 , 能 达
极 方 仰 才到最佳 的收视 效果 .现将 容 易引 起忽 略 的焦 距 和极 化 的调试 方 法 阐述 如下 .
1 焦 距 的 确 定
每 座 卫 星 天 线 都 有 自 己 的 焦 点 , 这 个 焦 点 的 选
而 择 主 要 靠 焦 距 来 决 定 . 般 3 天 线 的 焦 距 是 1 1 l 一 m . 5r l
左 右 , 3 2m 天 线 的焦 距 是 1 2 而 . . Om 左 右 .掌 握 了 这
个 基 本 常 识 后 , 到 需 要 调 整 接 收 效 果 的卫 星 天 线 时 , 遇
应 首先 了解 这 座 天线 的 口径 , 测 量 馈 源 口到 天 线 中 再
心 点 的距 离 , 能 大致 了解 该 天线 的 焦距 是 否准 确 . 就 然
后 在 方 位 和 仰 角 调 整 好 后 , 上 下 移 动 馈 源 到 中 心 点
再整 , 定会 使 卫 星电 视达到 最 佳 的接 收效 果 , 一
( 稿 日期 : 9 8 0
51 )≮ 仰角为:
2 求 方 位 角 从 接 收 点 ( 仰 望 卫 星 ( 的视 线 ( A) P) AP) 地 面 上
tO B D = r e 6 g~ s ct
- O c s(t卢一 s
方 位 角 为 ― ar g
的 投 影 ( C) 从 接 收 点 指 向 正 南 方 的 在 地 面 上 的 射
A 与 线( AD) 夹 角 即 为 方 位 角 , 中 为
根 据 & 果 两 个 相 交 的平 面 都 垂 直 于 第 三 个 平 面 , 如
那 么 它 们 的交 线 必 垂 直 于 第 三 个 平 面 & 地 面 同 赤 道 所
. 在 的 面 相 交 于 B , 面 和 赤 道 所 在 的 面 分 别 垂 直 于
D 地经 过 地 面 站 的 经 线 圈 所 在 的 面 , 以 BD 垂 直 于 AD, 所
值 得 注 意 的 是 : 磁 南 北 极 与 地 理 南 北 极 有 个 夹
地 角 即 磁 偏 角 . 用 地 磁 南 北 极 定 r 时 , 将 地 理 南 极 定
当 a l 需 向的角 度减 去 磁偏 角 .
( 稿 日期 { 9 8 0
收 1 9 ― 42 )
卫星天线的方位、仰角、 卫星天线的方位、仰角、极化角 要进行卫星接收,关键点...卫星天线的方位角计算公式是: A=arctg{tg(ψs-ψg)/sinθ}---(1) 公式(...注意:本图是以深圳为接收地的方位角,只能用于深圳本地卫星天线方位角安装参考,其它城市可 按此方法制作类似天线方位角安装示意图。 卫星 天线仰角 天线方位角 极化...角的计算公式推导: 假定已知某时刻卫星在惯性空间的位置、 速度以及天线指向点的...卫星接收天线仰角和方位... 2页 免费 卫星天线仰角方位角极化... 1页 免费 ...方位角的计算公式_数学_自然科学_专业资料。计算公式一、 方位角的计算公式 二...“米” ;角度测量单位: “度” ;若要以 “弧度”为角度测量单位,请将公式...坐标测量角度及方位角计算_数学_自然科学_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档坐标测量角度及方位角计算_数学_自然科学_专业资料。基本计算公式: sinα=...计算寻星所需参数 对于固定式天线系统, 需要根据天线所在地的经纬度及所要接收卫星的经度计算出天线的方位角 和仰角,并以此角度调整天线使其对准相应的卫星。 对于...6 2.坐标反算 根据直线起点和终点的坐标,计算直线的边长和 坐标方位角,称为...6-3 和表 6-4,其中图根导线角度闭 合差的容许值 fβp 的计算公式为: f...角度计算和坐标计算_天文/地理_自然科学_专业资料。基本计算 1 直线定向和坐标...象限角和坐标方位角之间的换算公式列于表 1-4。 3、坐标方位角的推算 测量...已知两点坐标计算方位角_建筑/土木_工程科技_专业资料。1、已知两个点如 A9(5,3)B(6,7) ,计算它的坐标方位角 答:tan(-1)(Y2-Y1)/(X2-X1) ;这里的...指南针罗盘方向角的计算方法_物理_自然科学_专业资料。指南针罗盘方向角的计算方法 测量设备臂的方向角实现方案: MPU6050(6 轴陀螺仪芯片)+HMC5883(三轴磁阻...
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本文转载自微信公众号StrongVR，内容来自杂志文章：《中国科学 信息科学》2016年第12期“虚拟现实纵览”专刊。
王涌天, 程德文, 许晨. 虚拟现实光学显示技术. 中国科学: 信息科学, 94-1710
虚拟现实图像显示的要求
虚拟现实中的显示技术需要服务于虚拟现实的目的, 即营造一种逼真的虚拟环境, 让用户具有很好的沉浸感. 沉浸感是用户感觉到的虚拟环境的真实程度, 良好的沉浸感会使得用户难以分辨环境的真假. 需要从人眼视觉特性着手, 人眼的单目视场角为水平150°, 竖直120°,两只眼睛的视场只有部分重合, 重合区域为50° 至60°. 同时, 人眼的分辨率由视场中心到边缘迅速下降. 另外, 两眼观察同一景物时, 由于左右眼位置的区别, 每只眼睛的视角会有所差别, 双眼的视差会使得大脑获得物体的深度信息. 所以, 作为虚拟现实的显示设备, 应当具有与人眼类似的视场角、良好的显示效果(足够的分辨率和色彩显示性能), 并且能够在一定程度上满足人眼立体视觉的特性.
头盔式虚拟现实显示系统
头盔显示系统(head-mounted display, HMD) 是最为典型的虚拟现实显示系统, 也是目前应用最为广泛的虚拟现实显示系统, 它是指佩戴在用户头部, 可以随着用户移动和转动, 并且向用户眼睛显示图像信息的设备. 头盔显示系统的分类是多样的. 按照所采用显示器的大小可以分为采用微显示器的头盔显示系统与采用较大显示器的头盔显示系统. 按照物像关系可以分为目镜式头盔显示系统与非成像式头盔显示系统, 大多数头盔显示器中的微显示器与用户眼底具有物像关系, 属于前者, 而视网膜投影(扫描) 头盔以及光场显示头盔则不是. 按照立体感的程度划分, 常见的头盔显示器利用左右眼双目视差形成立体感, 而多焦面头盔、视网膜投影(扫描) 头盔、光场头盔和利用单眼视觉的头盔等利用人类视觉的深度感知特性, 能产生更真实的立体感.
A. 目镜式头盔显示系统
自由曲面棱镜式头盔最早由Okuyama 和Yamazaki 提出, Cheng 等对其进行再设计, 如下图所示, 并通过像质自动平衡算法实现53.5° 的大视场角与1.875 的小F#, 大大提升了显示效果.
Cheng 等设计的自由曲面棱镜式头盔光路图(a)与棱镜实物(b)
Cheng D, Wang Y, Hua H, et al. Design of an optical see-through headmounted display with a low f-number and large field of view using a free-form prism. Appl Opt, 55-2668
最早将中等尺寸显示器头盔成功推向市场的是美国的Oculus公司, 近些年来这种类型的头盔显示设备成为消费级虚拟现实显示器的主流产品. 对于这类头盔目镜的设计, 大视场角会导致镜片元件中心厚度的增大. 为了避免这一点, Wearality sky 利用Fresnel透镜减小镜片厚度, 实现150° 的超大视场. 不同结构形式的头盔显示器的参数见下表.
光学元件数
旋转对称球面
0.61英寸微显示器
自由曲面棱镜
0.61英寸微显示器
5.5英寸屏幕
菲涅尔镜片
5.5英寸屏幕
B. 大视场高分辨率头盔显示技术
Rolland 等提出静态光电插入式头盔显示原型, 如下图所示, 该系统利用微透镜阵列将高分辨率图像复制成图像阵列, 再利用光学开关阵列选通, 将与用户观察位置对应的图像单元叠加在背景图像上.
光电插入式头盔显示原理
Rolland J P, Yoshida A, Davis A L. High-resolution inset head-mounted display. Appl Opt, 83–4193
双目分视技术是另一种利用人眼视觉融合特性的方法. 下图为这种方法的示意图, 用户的一只眼睛观察大视场低分辨率图像, 另一只眼观察中心区域小视场高分辨率图像. 该方案成本低廉, 但是用户只能观察到中心区域的高清晰图像, 且无法产生立体效果.
双目交叠显示原理
Cheng 等提出了双自由曲面棱镜拼接式的头盔显示设备, 获得56° × 45° 的大视场与3.2 角分的角分辨率, 如下图所示. 同时, Cheng 等还提出其他的自由曲面棱镜拼接形式, 其中六块棱镜拼接可以获得119° × 56° 的大视场角, 同时角分辨率保持为3.2 arcmin.
自由曲面棱镜拼接式大视场高分辨头盔显示系统: (a) 为两面拼接实现56°× 45° 的大视场, 在虚拟现实应用中并不需要右侧的自由曲面补偿透镜; (b) 为6 片拼接以实现119°× 56° 的大视场角
Cheng D, Wang Y, Hua H. Euro Patent, ,
C. 多焦面头盔显示技术
分时复用式多焦面头盔在某个特定时刻只具有一个深度的焦面, 通过自身光焦度或者物像关系的变化使得系统的焦面在几个特定深度之间迅速切换, 进而生成若干焦平面. Hu 等利用变形镜改变中间像的轴向位置, 再借由自由曲面棱镜实现了双焦面的构建, 其光路图如下图所示. 这个双焦面系统已经可以佩戴于头部, 但由于光路复杂, 镜片数目较多, 体积仍然比较庞大.
Hu 等采用变形镜的多焦面头盔显示系统原理图
Hu X, Hua H. High-resolution optical see-through multifocal-plane head-mounted display using freeform optics. Opt Express, 896-13903
Cheng 等利用两片自由曲面棱镜的轴向堆叠, 首次设计出了可以佩戴的轻小型双通道头盔显示器, 如下图所示. 在这个系统中, 两个显示通道分别产生位于1.25m 和5m 处的焦面. 空间并行式多焦面系统往往采用多个显示器, 通过多个光学显示通道获得多个焦面. 与分时复用式不同, 空间并行式系统能够同时显示数个不同深度的图像.
Cheng等设计的空间并行式双焦面头盔显示系统
Cheng D, Wang Q, Wang Y, et al. Lightweight spatialy multiplexed dual focal-plane head-mounted display using two freeform prisms. Chin Opt Lett, 1201
D. 利用单眼视觉的头盔显示技术
利用单眼视觉可能是缓解会聚与聚焦不匹配问题的另一条道路. Johnson 和Konrad 各自独立地将"单眼视觉"原理应用到立体显示领域中. 下图显示了单眼视觉显示的原理. 相对于多焦面头盔系统, 单眼视觉头盔系统结构简单、成本低廉.
单眼视觉显示原理
Johnson P V, Parnell J A Q, Kim J, et al. Dynamic lens and monovision 3D displays to improve viewer comfort. arXiv:
E. 视网膜投影技术与视网膜扫描显示技术
视网膜投影显示(retinal projection display, RPD) 采用Maxwell 观察法, 使用空间光调制器在光束的不同孔径高、不同方位角的位置叠加图像信息, 让用户眼底的每一点对应于从空间光调制器出射的特定孔径高、特定方位角的光线. 简化的视网膜头盔原理如下图所示. Ando在其提出采用全息光学元件的头盔显示器中首先用到了Maxwell观察法原理.
视网膜投影原理: Maxwell 观察法
视网膜投影显示的图像没有远近的概念, 在人眼视度调节的过程中图像始终是清晰的, 而在实际中, 由于系统并不是理想的针孔模型, 系统的景深是有限的. 视网膜显示系统的主要优势在于可以提供更清晰的图像、更高的对比度和更大的景深, 如下图所示.
视网膜投影显示的图像具有很大的景深, (a) 和(b) 分别为聚焦在5 cm 和1.5 m 处的图像. 图中字母“A”为虚拟图像, 写有“手前”与“奥”的纸片分别位于5cm 与1.5m 处.
Takatsuka Y, Yabu H, Yoshimoto K, et al. Retinal projection display using diffractive optical element. In: Proceedings of the 10th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, Kitakyushu, –406
F. 光场头盔显示技术
除了多焦面显示与视网膜显示外, 光场成像, 或者说集成成像, 也能够实现真实立体感. 光场显示模拟了真实场景中的光线的位置和传播方向. 光场头盔显示器常常借助微孔阵列或者微透镜阵列. Song 等在自由曲面棱镜与它的微显示器之间加入微孔阵列获得光场头盔显示器, 并且通过实验验证了其具有200mm 至1m 深度显示范围, 参见下图.
Song 等设计的光场头盔显示器. (a) 为原理样机, (b) 与(c) 分别为聚焦于200mm 和1m 处的显示效果, 图中条纹为显示的虚拟图像.
Song W, Wang Y, Cheng D, et al. Light field head-mounted display with correct focus cue using micro structure array. Chin Opt Lett, –42
Lanman 等利用OLED微显示器与微透镜阵列实现的光场显示器在包含机械结构的情况下只有11mm, 约为普通目镜系统的四分之一, 其外形与显示效果如下图所示.
Lanman 设计的光场显示器设备(a) 与显示效果(b).
Lanman D, Luebke D. Near-eye light field displays. ACM SIGGRAPH Talks, 04-2507
G. 虚拟现实显示中的视度调节
虚拟现实头盔显示器作为一种目视系统若要获得广泛的应用, 则需要具有一定视度调节能力, 使得具有不同视力水平的用户均能正常使用. 以最简单的头盔显示器, 即使用较大显示器的单片式头盔为例, 视度调节可以通过改变透镜与显示器之间的距离实现. 另外, 在光路中加入液体透镜、变形镜等变焦距元件也可以实现视度的补偿.
H. 投影式头盔显示系统
投影式头盔显示器最早由Fergason于1997年提出, 虽然它是用户佩戴在头部的显示设备, 但它的显示原理更接近于投影显示. 与普通投影机相比, 这种投影系统并不会在屏幕上产生一个实像. Hua 的研究组在引入衍射光学元件和塑料光学元件的基础上研制了超轻型、高投影质量的镜头, 并于2008年结合用户自定义的镜头完成了另一种更加紧凑、适合于佩戴的样机, 如下图所示. 该样机能达到50° 的视场角, 重量仅为750克.
投影式头盔显示系统原理样机
Zhang R, Hua H. Characterizing polarization management in a p-HMPD system. Appl Opt, 2-522
其他虚拟现实显示技术
除了头盔显示系统以外, 虚拟现实还有大屏幕立体投影显示系统、体三维显示系统(如下图所示)、计算全息显示系统等多种其他显示方式. 这些显示方式各具特点, 有着各自的应用领域.
北京理工大学研制的基于多投影机旋转屏的体三维显示系统(a) 与显示效果(b)
虚拟现实的显示手段多种多样, 各具特色. 头盔显示设备是最为典型也是最具有发展前景的虚拟现实显示设备. 小型化与大视场高分辨显示依然是头盔显示发展的趋势. 当前的头盔显示系统的研究热点已经从单通道的左右视差型头盔向多通道、兼具大视场与高分辨率以及真实立体感头盔的方向转移. 除了具有物像关系的传统目镜式头盔显示外, 视网膜显示技术、光场头盔显示技术这些新型头盔显示技术蓬勃发展.
目前的头盔显示器距离长时间使用中舒适的用户体验还有很长的路要走. 解决会聚与聚焦的不匹配问题是提高用户舒适度的一个重要步骤, 然而目前多焦面头盔还难以实现轻小型的实用系统. 视网膜显示设备的严格的佩戴精度要求使得用户体验打了折扣. 而对于光场头盔, 如何实现优良的图像显示效果是有待解决的问题.
不同技术交叉融合, 各取所长将会诞生出新型的高性能头盔显示设备. 如前所述, 视网膜显示技术与多视点技术的结合产生了具有真实立体感的头盔显示设备; 集成成像与自由曲面棱镜的结合诞生了光场头盔显示系统. 此外, 近些年眼动跟踪技术的发展也会对头盔显示技术有所促进. 带有眼动跟踪功能的头盔显示器可能具有更加轻小的结构和更加卓越的性能. 透射式头盔显示技术与其他虚拟现实显示技术, 例如投影技术、CAVE 等, 相结合能产生多层次的虚拟现实显示效果以及适用于多用户的虚拟现实显示系统.
除了头盔以外的显示方式仍然有一定的发展与应用前景. 尤其是计算全息显示系统, 如果计算能力不足的难题得以突破、空间光调制器的分辨率得以提高, 则不失为一种优秀的真实立体感虚拟现实显示方式.
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今日搜狐热点天气雷达天线座水平的测试和调整方法
& & & &&摘要对天气雷达天线座水平误差的测量、计算分析和调整方法进行全面阐述,并用实例说明雷达天线座水平误差的标定过程,以为天气雷达天线座水平的测试与调整提供参考。&
　　关键词天气雷达;天线座水平误差;水平仪;测试;调整方法&
　　在雷达维护工作中,对雷达天线座水平的测试和调整是一项重要工作,是保证雷达系统能够精确工作的前提。天气雷达中的雷达天线座要保持较高的水平度,以确保天气雷达系统对气象目标定位的高精准度,所以雷达维护人员必须按相关规定,定期用水平仪来检测雷达天线座的水平度。下面就天气雷达天线座水平度的测量、天线座水平误差的计算分析和调整方法进行阐述和讨论。&
　　1天气雷达天线座水平误差的测量&
　　水平仪是一种测量小角度倾斜程度的仪器[1]。有读数装置供间接读数的气泡式水平仪,称为合像水平仪。它是利用棱镜将水准器中的气泡放大的方法,来提高读数的精确度,利用杠杆、微动螺杆这一套传动机构,提高读数的灵敏度。在合像水平仪中可精确读出倾斜0.01 mm/m时被测件的水平误差,合像水平仪的&精度&用符号&Acr&表示,即Acr=0.01/1 000为无量纲数。我们使用的合象水平仪2支点的距离为165 mm。水平调整时,旋转盘上的每格刻度为0.01 mm,侧向上的每个刻度为旋转盘上刻度的100倍,即为1 mm。所以合像水平仪读数包括水平仪侧面垂直刻度读数L1和刻度圆盘的读数L2,合像水平仪的实际读数计算公式为H=100 L1+L2。&
　　利用合像水平仪测量天线座的水平误差,首先将合像水平仪放置在天线俯仰转台顶端的平面上[2],以方位旋转轴为中心向外辐射的方向上。同时保证水平仪与转台平面之间光洁、平整,使其在天线转动过程中,不出现晃动。控制雷达伺服系统,将雷达天线的方位和仰角都调到0&,此时通过转动度盘调节合像水平仪上的气泡位置,直至两气泡重合。记下水平仪刻度圆盘的读数L2和水平仪侧面垂直刻度读数L1,则合像水平仪的实际读数为H=100 L1+L2。此值即为雷达方位角为0&时雷达天线座的倾斜值。控制天线,将方位角增加一固定增量。由于水平误差,水准器中的气泡发生漂移,再旋转刻度盘使气泡重合。记录合像水平仪的实际读数以及该读数所对应的方位角。依此类推,重复以上步骤得到天线座在各个方位上合像水平仪两气泡重合时的实际读数,即雷达天线座各方位的倾斜值。&
　　2天气雷达天线座水平误差的计算方法&
　　通过对合像水平仪结构原理和刻度盘、刻度板读数产生过程的深入分析,参考相关资料,得到被测对象倾斜角度&的具体解析计算公式:&
　　&(弧度)=arctan(H&Acr)(1)&
　　&(角秒)=arctan(H&Acr)&3 600&180/&(2)&
　　式中,H为合像水平仪实际读数,根据合像水平仪的&精度&可得到,Acr=0.01/1 000为无量纲数。由天线底座水平度的实际计算公式可以计算出天线底座某一方位上的水平误差&。
&=(&l-&l+180)/2(3)&
　　式中,&l表示某一方位上的倾斜角度,&l+180表示与之对应的天线旋转180&后的倾斜角度。根据大量的实际测量和计算结果分析可知,雷达天线底座某一方位上的水平误差&(以角秒为单位)与对应的一条直线上2次合像水平仪实际读数之差近似,即公式(4)成立。&
　　&(角秒)&H1-H1+180(4)&
　　式中,Hl表示某一方位上合像水平仪实际读数,Hl+180表示与之对应天线旋转180&后合像水平仪实际读数。这样在调整雷达天线座水平时,就不必反复计算。调整完毕后,只需精确计算1次即可得到雷达天线座的水平误差值,方法简便。&
　　3天气雷达天线座水平误差的调整实例&
　　天气雷达天线座与安装基础通常是通过多个联结螺栓进行连接并固定[3-4]。另有几个均匀分布在天线座的底面上供水平调整的螺栓。根据测量记录的结果利用(4)式,可以分别粗略地计算天线各个方位角直线上的水平误差,并依此数据进行天线座的水平调整。水平调整时,应先适当松开联结螺栓。针对粗略计算结果,将天线控制到需要调整的对应方位角。轻微拧动此方位对应的2个水平调整螺栓,使合像水平仪读数变化合适的位移量,并记录调整后的读数。天线旋转180&读出合像水平仪读数。再利用(4)式粗略计算此方位水平误差。如此反复直至调整到符合要求为止。所有方位调整完毕后,最后拧紧联结螺栓,然后转动天线按上述的水平测量方法进行再次测量,最后利用(3)式精确计算出天线座的水平误差。&
　　表1为第1次测量天线座方位间隔45&时,对应的各方位水平仪读数和粗略计算结果。可以看出,雷达天线座在0&方位上和45&方位上水平误差较大,需要调整。根据上述调整方法在0&方位上下调0&对应的水平调整螺栓或上调180&对应的水平调整螺栓即可。在45&方位上方法相同。&
　　表2为对天线座调整后,对应的各方位水平仪读数、粗略计算结果和精确计算结果。可以看出,调整后雷达天线座的水平误差最大值是在0&方位上为20&P(小于30&P),符合相关规定。&
　　4结语&
　　天气雷达中的雷达天线座要保持较高的水平度,以确保天气雷达系统对气象目标定位的高精准度,所以雷达维护人员应熟练掌握天线座水平误差的测量、调整和计算方法[5-6]。实践证明,以上介绍的测量、调整和计算方法是一种易于理解和方便具体操作的有效方法。&
　　5参考文献&
　　[1] 程香.光学合像水平仪简介及使用案例说明[OL].http://www.100ye.com/msg/9227348.html.&
　　[2] 张维全,李洋,李闻生.天气雷达水平仪检测数据误差订正与数学处理方法初探[J].气象与环境学报,):42-45.&
　　[3]李顺芬.高机动雷达天线座的设计探讨[J].电子机械工程,-37.&
　　[4] 王霞云.便携式雷达天线座结构分析[J].现代电子技术,8-119.&
　　[5] 杨学惠.某米波情报雷达天线座与自动调平系统设计[J].电子机械工程,):34-36,56.&
　　[6] 牛忠文,程海平.雷达天线座水平误差的一种测量方法[J].电子机械工程,):38-41.
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