場地誤差

場地誤差

場地誤差是指由導航設備場地附近物標引起的電磁場失真而產生的誤差。

無線電測向的實質是由測量被測電磁波的等相位面(波降面)的法線方向相對於參考方向間的夾角來確定目標電台的方位。因此在研究測向誤差時,除了應考慮由本機特性引起的誤差外,還應考慮那些容易使被測電台的電磁波波陣面發生畸變的因素所引起誤差。這裡,除了接收機及接收天線產生的二次輻射外,至關重要的是測向機架設天線周圍的場地環境的影響。

基本介紹

  • 中文名:場地誤差
  • 外文名:site error
  • 套用:無線電測向
  • 起因:場地附近物標引起電磁場失真
  • 學科:航空航天
  • 影響:造成測向偏差
簡介,影響作用,二次輻射體,雷電定位系統的場地誤差,

簡介

無線電測向的實質是由測量被測電磁波的等相位面(波降面)的法線方向相對於參考方向間的夾角來確定目標電台的方位。因此在研究測向誤差時,除了應考慮由本機特性引起的誤差外,還應考慮那些容易使被測電台的電磁波波陣面發生畸變的因素所引起誤差。這裡,除了接收機及接收天線產生的二次輻射外,至關重要的是測向機架設天線周圍的場地環境的影響。

影響作用

具體地將場地環境的影響作用可歸納下列二個方面:
a)測向天線體系附近地形的起伏不平及土壤導電性能的不均勻性,或者土壤的乾濕程度、陸地到海洋的導電特性的變化等原因,都會造成電磁波波陣面的畸變。
b)測向機附近,甚至較遠處的各種物體和建築物,如天線、高壓輸電線、樹木和各種體積能與工作波長比擬的較大的物體都可能反射電波,且各種金屬物體、房屋和其他一切導電與半導電物體均可能成為二次輻射體。在被測電台的電磁場作用下,這些物體中會產生感應電動勢,形成高頻電流。這些高頻電流就會輻射出二次電磁場。它與來自被測電台的主電磁場同時作用於測向天線體系所在的空間,勢必使空間的電磁場發生畸變引起測向誤差。

二次輻射體

如果二次輻射體處於諧振狀態時(即當二次輻射體接地時,其長度為1/4波長;不接地時,其長度為1/2波長),造成的誤差最大。因為在這種情況下,二次輻射體上被激勵出的高頻電流最大。二次輻射體產生的二次電磁場強度與電流大小有關,還與二次輻射體本身的體積大小有關,體積越大。則二次場的作用距離越遠。
二次輻射體對測向準確度的影響和主場與二次輻射場的幅度之比、這兩個電場之間的相位差、從測向機到被測電台的方向與到二次輻射體的方向間的夾角以及測向天線的方向圖等因素有關。
一般情況下,二次輻射電磁場可分解為相對主場的同相分量和異相分量兩部分。同相分量會引起示向度誤差,異相分量會引起示向度模糊。
由於土壤的參數,以及遠區導體的輻射特性都是隨大氣、來波的極化等條件的變化而變化的,所以遠區的環境影響也隨時間而變化,由它造成的誤差就具有隨機性。這樣,就無法對其進行校正,從而降低了測向機的準確度。如果天線的方向特性圖越尖銳,則反射體對測向機的影響越小。
然而,在一些特定的場合,如艦船或飛機上的測向機就無法避免金屬物體對它的影響。但是這種情況下產生的誤差往往具有一定的規律性,因此在測向過程中是可以對其進行修正的。這種可以修正的誤差通常稱為偏差。
複雜的二次輻射體的影響將特別嚴重。例如在測向天線周圍乃至較遠區存在的窄方向收發訊天線就屬於這種複雜的二次輻射體。它的二次輻射的能量集聚成一個窄波束,所形成的強二次電場能在比較大的距離上(達數公里)引起明顯的測向誤差。

雷電定位系統的場地誤差

雷電定位系統(LLS)由於能對大面積範圍的雷電進行實時遙測,指示雷電發生的時間‘地點、強度以及回擊次數並能動態顯示雷暴的運動軌跡,已被廣泛地套用,近幾年來、廣西、湖北、安徽.遼寧、黑龍江、山東、浙江、內蒙古等省已相繼建立了雷電定向定位系統,對電力系統的調度、雷電參數的收集起了積極作用,買際觀測結果表明,這種定向定位系統如安裝場地不當會育較大的定位誤差。因此,對定向誤差進行分析和處理就顯得十分有意義。
LLS是通過各方向探測器(DF)測量雷電發生的角度,進而進行球面三角定位來確定雷擊.點的位置,因此DF的定向精度也就確定了LLS的定位精度,日於各種髓機因素及DF站周圍場地環境的影響,使DF實測方位角具有隨機和場地兩種不同的誤差。山於DF只反應地閃回擊輻射場峰值,並排斥雲閃。這時雷電通道離地面只有數百米,其方向基本垂直,因而定向精度很高,加上系統電子線路等固有的隨機誤差後、總隨機誤差也只有1''左右,但因場地引起的誤差卻可達10度~20度甚至更大,井且是角度本身的函式,
電力工業部武漢高壓研究所的肖麗等發明一種消除場地誤差的參數化方法,該方法假定場地誤塾為有限階三角級數形式,利用本徵值技術將間題化為一個無約束極值問題、通過求解日標函式的極值點辛直接求出誤差函式曲線,由於避免了反夏最佳化求解每個雷電樣本的位置坐標,使得求解只對場地誤差函式式中各參數進行,因而可同時大批量的使用雷電樣本、使汁算結果既有統計特性又有解析特性。

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