彈道測量體制（Ballistic measurement system）是指能完成彈道參數測量的測量元素的組合形式。彈道參數測量是間接測量，它是由測最設備觀測到的若下個測量量（也叫測量元秦）組合構成的能對空中月標定位的測最體制。
基本介紹
- 中文名：彈道測量體制
- 外文名：Ballistic measurement system
- 學科：航空工程
- 領域：航空航天
- 作用：能完成彈道參數測量的測量元素
- 方式：間接測量
簡介,背景,系統組成構想,頻段選擇,工作模式,信標模式,
簡介
彈道測量體制（Ballistic measurement system）能完成彈道參數測量的測量元素的組合形式。彈道參數測量是間接測量，它是由測最設備觀測到的若下個測量量（也叫測量元秦）組合構成的能對空中月標定位的測最體制。
背景
彈道飛彈飛行試驗需要高精度、遠距離的外彈道測量，這--使命通常由多台套雷達組成的高精度外測系統完成。這種系統典型的體制是:以中基線干涉儀為主幹，在彈道沿線布置多台套連續波測距測速雷達組成良好的測量幾何,利用足夠的測量冗餘獲得高精度彈道測量。例如美國的MISTRAM、GLOTRAC系統、我國的高精度外彈道測量系統等都採用這一-體制。這種體制的問題是:考忠到測量誤差傳播引起的精度問題，一般地，它應至少包含有三個高精度的測距元素所以，它通常以具有高精度測距的干涉儀作為主幹設備。但由於干涉儀的複雜性，使得系統龐大，操作、維護困難，機動性差，電磁環境複雜，效費比低，並且影響了系統的穩定性、可靠性和測量精度。因此，隨著航天測量技術的發展，美國從70年代開始，已經逐步關閉了MISTRAMGLOTRAC等連續波雷達系統，取而代之的是CPS等機動性強、維護簡單的測量系統。
比較而言,測速雷達採用都卜勒原理，可以單載頻或雙載頤無調製發射，大大簡化了地面系統組成、提高了系統機動能力，同時，測量誤差源少,精度高。另外,由於設備規模的縮小，維護管理工作大大簡化，費用降低。因此，如果捨棄測距雷達，只採用多台測速雷達是否可以組成一個高精度測量系統呢?
這一構想也與未來靶場建設和飛彈飛行試驗的發展趨勢相適應。新型飛彈試驗有以下特點:第一,採用固體燃料、遠程機動飛行。飛彈發動機噴焰對測量信號的顯著影響和機動飛行彈道設計的多樣性都要求測量，系統能夠根據不同的飛行彈道靈活布站。第二，彈體、彈頭小型化。因此，必須簡化彈上系統組成，減少彈.上測控合作設備，改善彈上電磁環境。第三，飛彈命中精度、制導精度進一步提高,外彈道測量精度要求也將更高。第四，隨著計算機仿真技術的迅速發展,飛彈試驗將逐步以仿真試驗為主，實彈飛行試驗次數將減少。因此，靶場保留常年分散在偏遠地區的大量設備和技術人員是得不償失的。從上可以看出，設備規模小、機動性強、維護簡化、精度高的多測速雷達體制應是一個理想的選擇。
研製這樣的一套測量系統在硬體上並不存在大的困難,關鍵在於這樣的測量系統能否實現高精度測量。從理論上講，在合理布站條件下，六個以上測速方程是可以解出六個彈道參數的,但由於測量誤差的傳播，在採用傳統的彈道計算方法時,彈道參數解的精度是非常差的,這就是需要測距雷達的原因。
系統組成構想
採用多測速雷達彈道測量體制將給地面測量系統的設計帶來根本性的變化。地面設備不設計測距通道後，由於設備量的減少以及載波功率集中用於測速通道，使天線口徑有可能減小,測量設備可實現一車一站制，從而大大提高機動能力。同時,沒有測距，配套設備也將簡化,無需建造高塔和進行繁瑣的校零，操作維護性、工作可靠性都將提高。下面從系統的頻段選擇、工作模式和組成等方面構建-一個多測速雷達彈道測量系統的基本輪廓。
頻段選擇
如果考慮無線電傳播特性、測量精度、火箭噴焰影響、高頻器件製作水平、地面接收機信噪比以及全天候工作的需要等因素，用於高精度測量系統的頻段主要有C頻段和x頻段，它們各有長處。
選擇C頻段的好處是:可以和靶場現有高精度測速雷達的頻率兼容，只需新研製-台測速雷達站即可以和現有的系統構成多測速雷達彈道測量系統;可以分期投資，研製機動性強的新設備，逐步取代靶場現有高精度測速雷達;大功率微波器件等關鍵技術是成熟的，無需新研製。
選擇X頻段的優越性是:測速解析度高，測速精度高;同樣尺寸天線的波束寬度窄，由熱噪聲和多徑傳播造成的角誤差小;電漿衰減小，電離層折射誤差小，火箭噴焰的影響小;波導尺寸小，同樣增益天線尺寸小，利於減小體積質量,對提高機動能力有益。
選擇X頻段的不足之處是:需要預研的專題多;需要集中資金一次性投資研製6套以上才能構成完整的多測速雷達測量體制。
C頻段和x頻段的選擇問題還需要更深入的論證，在工程實現時，根據未來試驗任務的需求綜合論證後確定。
工作模式
多測速雷達彈道測量系統可由6-8套測速雷達站組成，根據試驗任務情況合理布站。系統的工作模式可考慮以下三種可能性:信標模式、單發多收模式、雙發多收模式。
信標模式
信標模式是指在地面不設定發射站，彈上工作在信標狀態，下發一個或兩個頻率(可以雙本振工作)的連續波信號，地面布置6個以上接收站，同時接收兩路下行信號，測量都卜勒頻率,獲得多個單程距離變化率測量值。信標模式的優點是減少了信號發射站，地面設備更簡單。缺點是彈上頻率的高準確度、穩定度較難保證，對測速精度有較大影響。消除非相干測速對精度影響的辦法有兩個:一個從數據處理方法上解決，即事後用冗餘信息解出頻率偏差。由於頻率偏差對所有測速站的精度影響是一樣的，所以每個速度測量數據中均帶有本振造成的偏差量，易於解出。另一個，仿效GPS轉發測量系統的方法,彈上在測量頻率的附近再傳送一個頻率,作為導頻信號，地面解調後進行導頻消除。
