Ka频段车载遥测设备无人机标校技术研究.pdfVIP

摘要

随着测控技术的发展进步，遥测信号载波频率逐步由S频段向Ka频段过

渡，当前国内已有大量Ka频段车载遥测设备投入使用。由于Ka频段车载遥测

设备波束窄，对测量精度要求高，传统的标校方法无法同时满足Ka频段车载

遥测设备高效率和高精度标校要求。为解决Ka频段车载遥测设备标校中存在

的问题，提高标定精度的同时减少试验任务前光电轴校准、方位零位校准和定

向灵敏度标定的工作时间，减轻设备人员的工作量，缩短Ka频段车载遥测设

备的参试状态准备时间，进行Ka频段遥测设备无人机标校技术研究。主要完

成了以下研究内容：

（1）针对Ka频段车载遥测设备标校需求，从无人机主体性能、无人机数

据链以及无人机地面操控站等方面进行需求分析，对无人机平台最大起飞重量、

载荷重量、续航时间和测控距离等关键指标进行了核算；从设备组成、结构特

性、载荷频率配置、标校设备天线以及标校设备远程监控功能等方面进行了无

人机机载标校设备设计。

（2）研究了基于标校板虚拟化技术的光电轴校准方法、角度零值标定方法

以及定向灵敏度检测方法。研究了基于小型旋翼无人机及实时动态（RTK）载

波相位差分技术的遥测设备标定方法，在RTK技术优势分析和相关器件选型论

证基础上，完成遥测设备标定系统设计。

（3）设计实现无人机标校系统。其中无人机标校系统分为机载标校设备和

地面设备两部分，地面设备又分为RTK基准端、载荷控制及数据处理终端。通

过数传控制板、小型信标机和RTK板卡的不同组合及参数配置，分别形成机载

标校设备、RTK基准端、载荷控制及数据处理终端。

在标校系统实现后，在方位零位偏差修正、定向灵敏度标定及光电轴校准

过程耗时测试的基础上，对方位零位偏差修正精度和定向灵敏度标定精度进行

了测试，对光电轴校准精度进行了分析。测试分析结果表明，标定系统满足精

度需求。

关键词：Ka频段；无人机；RTK；遥测设备；标校

Abstract

Withthedevelopmentoftelemetryandcontroltechnology,thecarrier

frequencyoftelemetrysignalistransitioningfromS-bandtoKa-band.Atpresent,a

largenumberofKa-bandvehicletelemetryequipmenthasbeenputintouse.

BecauseofthenarrowbeamofKa-bandtelemetryequipment,thetraditional

calibrationmethodcan’tmeetthehighefficiencyandhighprecisioncalibration

requirementsofKa-bandtelemetryequipment.Inordertosolvetheproblems

existingincalibrationofKabandtelemetryequipment,improvecalibration

accuracy,reducetheworkingtimeofphotoelectricaxiscalibration,azimuthzero

calibrationanddirectionalsensitivecalibrationbeforethetesttask,r