1.试述雷达测距、测方位原理
利用电磁波特性：
直线传播（微波波段）
匀速传播（同一媒质中）
反射特性（在任何两种媒质的边界面）
测距：通过无线电信号往返时间的精确测量，并在雷达显示器内设置一个计时系统实现测距。 公式：s=（c*Δt ）/2
物理量：s 物标离天线的距离；c 电磁波在空间的传播速度，c=300m/us ；Δt 无线电波往返于雷达天线与物标之间的时间
示意图：
测方位：在天线缓慢旋转时测量反射信号的最大幅度，即当在某个方向收到物标回波时，只需记下此时的天线方向就可知道物标的方向了。 示意图：
2.试画出船用雷达基本组成框图，并说明各部分的作用 框图：
1）触发电路：每隔一段时产生一个尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间)
2）发射机：触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。
3）发收开关：发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。
4）天线：把发射机送来的微波能量聚成细束朝一个方向发射出去，同时只接收从该方向反射的回波。
5）接收机：将天线送来的回波信号，进行混频、放大、检波处理。得到表示目标大小的视频信号。
6）显示器：在屏上扫描出一条径向亮线，用径向亮线上的加亮点或线段，来显示目标的距离，该扫描亮线随天线同步转动，扫描亮线与0°刻度线用来显示目标的方位。
7）雷达电源设备：把各种船电变换成雷达所需的具有一定频率、功率和电压的专用电源。 3.发射机由哪些部分组成？各部分作用是什么？
⑴触发脉冲产生器：相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。
⑵调制器及预调制器：触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度、一定幅度的正极性矩形
天 线 显示器
触发电路
接收机 方位同步系统产生的方位信号 收发开关 发射机
雷达电源 船电
控制脉冲去控制调制器，使调制器产生具有一定宽度、一定幅度的负极性高压矩形脉冲加到磁控管的阴极。
⑶磁控管振荡器：在调制脉冲的作用下产生超高频振荡，经波导送至天线向外辐射。
⑷发射机电源：高压电源部件保证磁控管再加高压前有3~5min的预热时间，保护磁控管阴极性能；低压电源部件为接收机提供除特高压外的所有交、直流电源。
4.磁控管正常工作的外部条件是什么？如何检查磁控管的好坏？
⑴工作条件①灯丝加6.3V交流电压，加热阴极到一定温度使其发射电子；
②阴极与阳极之间加高压。工作时阴极接地，阳极上加负极性1万余伏的高压——调制脉冲；
③输出负载阻抗匹配，保证功率和频率稳定。
⑵检查方法①未通电：万用表测灯丝电阻几Ω，再用兆欧表测阳极—阴极间绝缘电阻大于200ΜΩ；②通电：ⅰ检查磁控管电流值为规定值，磁控管工作正常。否则为不正常。ⅱ氖灯放在距收发机波导口10~15（cm）处，若氖灯发亮，说明正常。不发亮，管不工作。
5.画出接收机框图并说明各部分作用。
⑴变频器：把超高频回波信号变成频率较低的中频回波信号；
⑵中频放大器：把微弱的中频回波信号不失真的放大十几万倍，然后送去检波；
⑶检波器：把经过放大了的中频回波信号进行检波；
⑷前置视频放大器：初步放大检波器输出的视频脉冲信号并实现前后电路的相互匹配。输出的视频信号经同轴电缆送至显示器；
⑸增益控制及海浪干扰抑制电路增益控制电路：改变中放的增益实现对屏上回波强度的控制，抑制海浪干扰的强度；
⑹自动频率控制电路：根据混频器输出中频的频率的变化自动控制本机振荡器的频率，使混频差额始终保持在指定的中频上，从而保证屏上的回波稳定清晰。
6.雷达面板上为何要设“调谐”钮？
调节本机振荡器频率，使他恰好比磁控管振荡频率高一个中频值，以便在混频后得到正确的中频，使回波信号在中放电路中获得最大的增益，在屏上的回波图像最饱满、清晰。
7海浪干扰抑制电路的简单作用原理是什么？使用中应注意什么问题？
利用在中放的栅极或基极上加一个按指数规律变化的电压使中放的增益按指数规律由小到大的变化，近距离很强的海浪干扰被抑制，稍远的仍能正常显示。注意：必须配合正常的瞭望。
8.FTC钮的作用是什么？使用时要注意哪些事项？
将视频回波微分变窄以突出其前沿，提高了距离分辨率。注意瞭望，同时应根据具体情况调节抑制程度。
9.抗同频干扰电路起什么作用？使用时要注意哪些事项？
抑制同频干扰，前提是相同频段。
10.雷达相对运动显示方式有哪些特点？各在那种场合使用较好？
⑴船首向上适用于判断碰撞危险
①扫描中心不动，船首线代表本船船首方向；
②刻度圈零度代表船首方向；
③转向时，船首线始终指向零度。
⑵北向上适用于定位，不适于避碰
①扫描中心不动
②刻度盘零度代表真北，船首线指向航向
⑶航向向上综合上述优点
①船首线指向屏上方；
②有点罗经稳定的可动方位圈或电子方位刻度圈；
③转向时，船首线随航向移动而固定物标回波不动，保持图像稳定清晰。
11.雷达真运动显示方式有哪些特点？如何选用？
⑴真北向上：刻度盘零度代表真北，船首线指向本船航向，可测目标真方位，本船转向时，图像稳定。适用于狭水道，但航向90~270容易混淆，对避让不利；
⑵航向向上：特点同相对运动，加上真运动特点
⑶对地和对水：固定目标将按风流影响移动，动目标尾迹表示该目标对水速度和航向。对地适于狭水道导航，对水适于标绘、计算及判断碰撞危险，采取避碰措施。
12.何谓雷达的最大作用距离？它与哪些因素有关？
一台雷达在一定的电波传播条件下，对某一特定物标能满足一定的发现概率时所能观测物标的最大距离。
⑴物标反射特性的影响①尺寸②形状，表面结构及X射波方向③材料④工作波长
⑵海面的影响①越近海浪反射越强②上风侧反射强显示距离远，下风侧反射弱显示距离近③大风浪中心有辉亮实体④技术参数
⑶大气的影响①水蒸气对3cm衰减比10cm大十倍②雨天选用10cm③大雾（30m）的衰减比中雨大④云和雨雪反射回波扰乱屏幕图像
综合：雷达的技术参数（技术指标），目标的反射性能（形状、尺寸、形式、材料），电波传导条件（海平面状态和条件），天线高度及外界干扰等
13.试述雷达假回波的种类、成因、显像特点及识别和克服方法。
⑴间接反射假回波天线附近存在强反射体，反射两次造成
特征：假回波的距离和方位均与真回波不同，方位为间接反射体方位，距离偏大；显示形状有畸变，比真回波暗；移动与真回波比较不正常，一定角度时消失；常出现在扇形阴影区。
⑵多次反射假回波在本船与正横近距离强反射体间多次往返，均被雷达接收产生
特点：真回波外侧在同一方向上连续出现几个等距、强度渐弱的假回波方位一致。适当降低增益和使用“雨雪抑制干扰”旋钮可减弱。
⑶旁瓣回波天线波的旁瓣扫到近处强反射物标所产生的假回波
特点：距离与真回波相同，方位不同强度弱于真回波。降低增益或用“海浪抑制”旋钮
⑷二次扫描回波超折射现象非常强烈，探测距离将大大增加，远处物标第一次反射回波显示在第二次扫描线上（延时时间大于脉冲周期）
特点：方位是真方位，显示的距离是实际距离—（c*T）/2；改变量程假回波图像距离会改变、变形或消失；图形与实际物标不同；在屏上的移动不正常。
14.常用的雷达避险法有哪两种？如何操作？
距离避险线：将方位标尺指向航向，并用活动距标圈定出于避险线距离相对应的标尺线，航
行时，随时使避险目标放在避险标尺线外侧。
方位避险线：在海图上求得目标的危险方位后，在显示器上将方位标尺置于该危险方位上，航行中应将避险参照标始终放在避险方位线外侧，并随时核查船位。
15.警戒区有何作用？
对闯入警戒区的目标，ARPA将发出闯入警报，并被自动录取和跟踪。
16.试述RM/TM,RV/TV的显像特征及适用场合？
相对矢量模式特点：①本船无相对矢量，故在首线上不显示矢量线。与本船同向、同速的运动目标也不显示RV；②固定或运动目标显示RV；③从本船到目标RV的延长线的垂足为CPA，目标航行至CPA的航行时间为TCPA。
在转向频繁的狭水道中航行，应选用的显示模式是航向向上
在大洋航行中，使用ARPA通常先考虑单目标避碰为主，先用相对运动，相对矢量，航向向上（或船首向上），通常考虑观测定位、标绘时，显示方式为相对运动北向上；狭水道航行，定位及多目标避让为主，一般选真运动T·M，真矢量T·V，北向上NU模式。
17.目标尾迹意义？怎样正确使用？
意义：用于判断目标是否机动；用于检查跟踪能力是否正常。
使用：①船舶改向判断：两者是否在同一直线上；②船舶改速判断：点间隔是否均匀。18.什么叫ARPA的试操船功能？试述矢量型与PAD型ARPA怎样进行试操船？
人工输入摸拟航向航速，如果碰撞危险报警解除，则人工输入的航向航速，为安全航向航速，ARPA的这一功能称为“试操船”。
①R·V模式用EBL线改速改向，使R·V延长线不和minCPA相交。则产生这一效果的新航速或航向为安全航速航向。此时，声、光、符号警报解除是试操船安全的标志。
②T·V模式用EBL线模拟改速改向，使PPC不出现在本船首线上或首线附近。
③PAD型ARPA试操用EBL线改向模拟使首线与目标PAD区不相交。同样地；此时，声光等等警报解除是试操船安全的标志。
19.ARPA优点及局限性？
优点：自动或人工捕捉目标，捕获后跟踪目标，以矢量线的形式在显示器屏幕上显示目标船的航向和航速，以数据形式显示CPA和TCPA等重要避碰数据，同时还具有碰撞危险判断、设定警戒圈、报警、试操船等多种功能。
局限：⑴传感器的局限性⑵自动检测局限性⑶录取的局限性
⑷跟踪的局限性：①跟踪可靠性限制；10次天线连续扫描，至少有5次OT在屏上见到。
②跟踪容量的限制③跟踪目标距离及速度限制④跟踪处课延时⑤报井的局限性⑥安全判据的局限性⑸报警的局限性⑹安全判断的局限性⑺狭水道航行的局限性
精品文档 雷达原理实验指导书 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 2013年3月
精品文档 目录 雷达原理实验课的任务和要求 (1) 雷达原理实验报告格式 (2) 实验一雷达信号波形分析实验 (3) 雷达信号波形分析实验报告 (5) 实验二. 数字式目标距离测量实验 (6) 数字式目标距离测量实验报告 (8)
雷达原理实验课的任务和要求 雷达原理实验课的任务是：使学生掌握雷达的基本工作原理和雷达测距、测角、测速的基本方法和过程；掌握雷达信号处理的基本要求，为了达到上述目的,要求学生做到： 1.做好实验前准备工作 预习是为做好实验奠定必要的基础，在实验前学生一定要认真阅读有关实验教材，明确实验目的、任务、有关原理、操作步骤及注意事项，做到心中有数。 2.严谨求实 实验时要求按照操作步骤进行，认真进行设计和分析，善于思考，学会运用所学理论知识解释实验结果，研究实验中出现的问题。 3.遵从实验教师的指导 要严格按照实验要求进行实验，如出现意外，要及时向老师汇报，以免发生意外事故。 4.注意安全 学生实验过程中，要熟悉实验室环境、严格遵守实验室安全守则。 5.仪器的使用 使用仪器前要事先检查仪器是否完好，使用时要严格按照操作步骤进行，如发现仪器有故障，应立即停止使用，报告老师及时处理，不得私自进行修理。 6.实验报告 实验报告包括下列内容：实验名称、实验日期、实验目的、简要原理、主要实验步骤的简要描述、实验数据、计算和分析结果，问题和讨论等。
雷达原理实验报告格式 一、封皮的填写： （1）实验课程名称：雷达原理 （2）实验名称：按顺序填写 （3）年月日： 二、纸张要求：统一采用A4大小纸张，左侧装订，装订顺序与实验顺序一致。 三、书写要求： （1）报告除实验图像必须打印外，其余可手写。 （2）实验结果图位于实验结果与分析部分，图像打印于纸张上部，下部空白处写实验分析。 （3）报告中图要有图序及名称，表要有表序及名称，每个实验的图序和表序单独标号（例如图1.1脉冲信号仿真波形；表1-1 几种信号的。。。）。 不合格者扣除相应分数。 （4）每个实验均需另起一页书写。 四、关于雷同报告：报告上交后，如有雷同，则课程考核以不及格处理。（每个实验均已列 出参数可选范围，不能出现两人所有参数相同情况）
1、GPS卫星导航系统分为距离型、多普勒型和距离多普勒混合型系指按( )分类。 A．工作方式 B．工作原理 C．测量的导航定位参量 D．用户获得的导航定位数据 2、GPS卫星导航系统是( )导航系统。 A．近距离 B．远距离 C．中距离 D．全球 3、GPS卫星导航系统是一种( )卫星导航系统。 A．多普勒 B．测距 C．有源 D．测角 4、GPS卫星导航仪可为( )定位。 A．水上、水下 B．水下、空中 C．水面、海底 D．水面、空中 5、卫星的导航范围可延伸到外层空间，指的是从( )。 A．地面 B．水面 C．近地空间 D．A+B+C 6、GPS卫星导航系统可为船舶在( )。 A．江河、湖泊提供定位与导航 B．港口及狭窄水道提供定位与导航 C．近海及远洋提供定位与导航 D．A+B+C 7、GPS卫星导航仪可为( )。 A．水下定位 B．水面定位 C．水面、空中定位 D．水下、水面、空中定位8、GPS卫星导航可提供全球、全天候、高精度、( )。 A．连续、不实时定位与导航 B．连续、近于实时定位与导航 C．间断、不实时定位与导航 D．间断、近于实时定位与导航 9、GPS卫星导航系统可提供全球、全天侯、高精度、连续( )导航。 A．不实时 B．近于实时 C．水下、水面 D．水下、水面、空中 10、GPS卫星导航系统可提供全球全天侯高精度( )导航。 A．不实时 B．连续近于实时 C．间断不实时 D．间断近于实时 11、GPS卫星导航系统与NNSS卫星导航系统相比较，其优点是( )。 A．连续定位 B．定位精度高 C．定位时间短 D．A+B+C 12、GPS卫星导航系统由( )部分组成。 A．2 B．3 C．4 D．5 13、GPS卫星导航系统由( )颗卫星组成。 A．24 B．18 C．30 D．48 14、GPS卫星分布在( )个轨道上。 A．3 B．6 C．18 D．24 15、GPS卫星导航系统共设置( )颗GPS卫星，分布在( )个轨道上。 A．21+3，8 B．18+3，6 C．21+3，6 D．18+3，8 16、GPS卫星的轨道高度为( )千米。 A．1946 B．1948 C．1100 D．20183 17、GPS卫星运行的周期为( )。 A．3小时 B．6小时 C．12小时 D．106分钟
雷达技术实验报告 雷达技术实验报告 专业班级: 姓名： 学号：
一、实验内容及步骤 1.产生仿真发射信号：雷达发射调频脉冲信号，IQ两路； 2.观察信号的波形，及在时域和频域的包络、相位； 3.产生回波数据：设目标距离为R=0、5000m； 4.建立匹配滤波器，对回波进行匹配滤波； 5.分析滤波之后的结果。 二、实验环境 matlab 三、实验参数 脉冲宽度 T=10e-6; 信号带宽 B=30e6; 调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B; 采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数 N=T/Ts; 匹配滤波器h(t)=S t*(-t) 时域卷积conv ，频域相乘fft， t=linspace(T1,T2,N); 四、实验原理 1、匹配滤波器原理： 在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为) x： (t t x+ = t s n )( )( )(t 其中：)(t s为确知信号，)(t n为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为 No。 2/
设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应： )()()(t n t s t y o o += 输入信号能量： ∞<=?∞ ∞-dt t s s E )()(2 输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ?∞ ∞--=ωω)()( )()()(ωωωS H S o = ωωωπωω d e S H t s t j o ?∞ -= )()(21)( 输出噪声的平均功率： ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ??∞∞ -∞∞-== )()(21)(21)]([22 ) ()()(21 )()(21 2 2 ωωωπ ωωπ ω ωd P H d e S H S N R n t j o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞-= 利用Schwarz 不等式得： ωωωπd P S S N R n o ? ∞ ∞ -≤) () (21 2 上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件： o t j n e P S H ωωωαω-=) ()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=o N k α2= k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数 )(ωH 。
1.从工程技术角度，陀螺仪的定义为 a)高速旋转的对称转子及保证转子主轴指向空间任意方向的悬挂装置 b)转子及其悬挂装置的总称 c)具有三自由度的转子 d)高速旋转的对称刚体 2.何谓自由陀螺仪 a)重心与其中心相重合的三自由度陀螺仪 b)主轴可指向空间任意方向的陀螺仪 c)不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪 d)高速旋转的三自由度陀螺仪 3.何谓陀螺仪的定轴性 a)其主轴指向地球上某一点的初始方位不变 b)其主轴动量矩矢端趋向外力矩矢端 c)其主轴指向空间的初始方向不变 d)相对于陀螺仪基座主轴指向不变 4.高速旋转的三自由度陀螺仪其进动性可描述为 a)在外力的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径起向外力方向 b)在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端力图保持其初始方位不变 c)在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力矩 d)在外力矩的作用下，陀螺仪主轴即能自动找北指北 5.三自由度陀螺仪在高速转动时，其主轴将指向，若在垂直主轴方向上加外力矩， 主轴将 a)空间某一方向，产生进动 b)真北，指向真北 c)空间某一方向，保持指向不变 d)A和C对 6.在垂直于陀螺仪主轴方向上加外力矩，陀螺仪主轴将产生进动，其进动角速度与 a)外力矩成正比，动量矩成正比 b)外力矩成反比，动量矩成反比 c)外力矩成正比，动量矩成反比 d)外力矩成反比，动量矩成正比 7.阿玛—勃朗10型罗经在北纬，航向190°航行的船上，出现的速度误差。 a)是东误差 b)是西误差 c)方向不定 d)只有纬度误差，无速度误差 8.自由陀螺仪的主轴动量矩指北，若加一外力矩，其方向水平向西，则主轴指北端 a)水平向东 b)水平向西 c)垂直向上 d)垂直向下 9.若在北纬，陀螺仪主轴作视运动，则 a)主轴视运动的角速度等于地球自转角速度 b)主轴指北端向东偏离子午面后又相对水平面上升
现代雷达信号检测报告
现代雷达信号匹配滤波器报告 一 报告的目的 1.学习匹配滤波器原理并加深理解 2.初步掌握匹配滤波器的实现方法 3.不同信噪比情况下实现匹配滤波器检测 二 报告的原理 匹配滤波器是白噪声下对已知信号的最优线性处理器，下面从实信号的角度 来说明匹配滤波器的形式。一个观测信号)(t r 是信号与干扰之和，或是单纯的干扰)(t n ，即 ? ??+=)()()()(0t n t n t u a t r (1) 匹配滤波器是白噪声下对已知信号的最优线性处理器，对线性处理采用最大信噪比准则。以)(t h 代表线性系统的脉冲响应，当输入为(1)所示时，根据线性系统理论，滤波器的输出为 ?∞ +=-=0)()()()()(t t x d h t r t y ?τττ (2) 其中 ?∞ -=0 0)()()(τττd h t u a t x ， ?∞ -=0 )()()(τττ?d h t n t (3) 在任意时刻，输出噪声成分的平均功率正比于 [ ] ??∞∞=?? ? ???-=0 20202 |)(|2)()(|)(|τττττ?d h N d h t n E t E (4) 另一方面，假定滤波器输出的信号成分在0t t =时刻形成了一个峰值，输出信 号成分的峰值功率正比于 2 02 2 0)()()(? ∞ -=τττd h t u a t x (5) 滤波器的输出信噪比用ρ表示，则
[ ] ?? ∞ ∞ -= = 2 02 02 2 20|)(|2)()(| )(|) (τ ττ ττ?ρd h N d h t u a t E t x (6) 寻求)(τh 使得ρ达到最大，可以用Schwartz 不等式的方法来求解.根据Schwartz 不等式，有 ??? ∞ ∞ ∞ -≤-0 20 2 02 0|)(||)(|)()(τττττ ττd h d t u d h t u (7) 且等号只在 )()()(0*τττ-==t cu h h m (8) 时成立。由式(1)可知匹配滤波器的脉冲响应由待匹配的信号唯一确定，并且是该信号的共轭镜像。在0=t t 时刻，输出信噪比SNR 达到最大。 在频域方面，设信号的频谱为 ，根据傅里叶变换性质可知，匹配滤 波器的频率特性为 (9) 由式(9)可知除去复常数 c 和线性相位因子 之外，匹配滤波器的频率 特性恰好是输入信号频谱的复共轭。式 (2)可以写出如下形式： (10) (11) 匹配滤波器的幅频特性与输入信号的幅频特性一致，相频特性与信号的相位谱互补。匹配滤波器的作用之一是：对输入信号中较强的频率成分给予较大的加权，对较弱的频率成分给予较小的加权，这显然是从具有均匀功率谱的白噪声中过滤出信号的一种最有效的加权方式；式(11)说明不管输入信号有怎样复杂的非线性相位谱，经过匹配滤波器之后，这种非线性相位都被补偿掉了，输出信号仅保留保留线性相位谱。这意味着输出信号的各个频率分量在时刻达到同相位，同相相加形成输出信号的峰值，其他时刻做不到同相相加，输出低于峰值。 匹配滤波器的传输特性 ,当然还可用它的冲激响应 来表示，这时有：
电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称LFM脉冲压缩雷达的设计与验证 电子科技大学研究生院制表
电子科技大学 实验报告 学生姓名：学号： 指导教师： 实验地点：科B516室实验时间： 一、实验室名称：电子信息工程专业学位研究生实践基地 二、实验项目名称：LFM脉冲压缩雷达的设计与验证 三、实验学时：20 四、实验原理： 1、LFM脉冲信号和脉冲压缩处理 脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉冲带宽确定。窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率，在高频时，由于波导尺寸小，会对峰值功率有限制，以避免传输线被高电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限的作用距离。现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。 进行脉冲压缩时的LFM脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为
2()exp 2i t t s t Arect j T μ???? = ? ????? 其中的矩形包络为 1 12102 t T t rect T t T ? ≤????=? ???? >?? 式中的μ为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式 2/B T μπ= 时带积1D BT =>>时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为 22[2/]()4220i B B j f f S f ππμ?? ?-+- ≤≤???=? ???? 其他 脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为准则设计出来的最佳线性滤波器。假设系统输入为()()() i i x t s t n t =+，噪声 () i n t 为 均匀白噪声，功率谱密度为 0()2 n p N ω=， () i s t 是仅在[0,]T 区间取值的输入脉 冲信号。根据线性系统的特点，经过频率响应为()H ω匹配滤波器的输出信号为 ()()() o o y t s t n t =+，其中输入信号分量的输出为 ()()()exp()o i s t S H j t d ωωωω ∞ -∞ =? 与此同时，输出的噪声平均功率为 2 ()2 N N H d ωω ∞ -∞ =? 则0t 时刻输出信号信噪比可以表示为 2 2 02 0()()e () ()2 j t i o S H d s t N N H d ωωωωωω ∞ -∞ ∞ -∞ =? ? 要令上式取最大值，根据Schwarz 不等式，则需要匹配滤波器频响为 0()()exp() i H KS j t ωωω*=-
雷达测距实验报告 1. 实验目的和任务 1.1 实验目的 本次实验目的是掌握雷达带宽同目标距离分辨率的关系，通过演示实验了解雷达测距基本原理，通过实际操作掌握相关仪器仪表使用方法，了解雷达系统信号测量目标距离的软硬件条件及具体实现方法。 1.2 实验任务 本次实验任务如下： （1）搭建实验环境； （2）获得发射信号作为匹配滤波的参考信号； （3）获得多个地面角反射器的回波数据，测量其各自位置，评估正确性； （4）获得无地面角发射器的回波数据，与（3）形成对比，并进行分析。 2. 实验场地和设备 2.1 实验场地和环境条件 本次实验计划在雁栖湖西校区操场进行，环境温度25℃，湿度40%。 实验场地如上图所示，除角反射器以外，地面上还有足球门、石块以及操场上运动的人等比较明显的目标。
2.2 实验设备 实验所需的主要仪器设备如下： （1） 矢量信号源SMBV100A ； （2） 信号分析仪FSV4； （3） S 波段标准喇叭天线； （4） 角反射器 （5） 笔记本电脑 2.3 设备安装与连接 设备连接关系图如下： 雷达波形文件雷达回波数据 时钟同步 计算机终端 SMBV100A 矢量信号源 FSV4信号分析仪 角反射器 交换机 图1 实验设备连接示意图 其中：蓝色连接线表示射频电缆，灰色连接线表示网线。 3. 实验步骤 3.1 实验条件验证 检查仪器工作是否正常，实验环境是否合适。 3.2 获取参考信号 1. 调节信号源参数，生成线性调频信号，作为匹配滤波的参考信号，然后通过射频电缆将信号源与频谱仪相连，利用频谱仪的A/D 对线性调频信号采样，并通过网线将数据传输给计算机，并保存为“b1.dat ”。参考信号的主要参数如下所示：
、实验室名称： 电子信息工程专业学位研究生实践基地 二、实验项目名称：LFM 脉冲压缩雷达的设计与验证 三、实验学时：20 四、实验原理: 1、LFM 脉冲信号和脉冲压缩处理 脉冲雷达是通过测量目标回波延迟时间来测量距离的，距离分辨力直接由脉 冲带宽确定。窄脉冲具有大带宽和窄时宽，可以得到高距离分辨力，但是，采用 窄脉冲实现远作用距离需要有高峰值功率， 在高频时，由于波导尺寸小，会对峰 值功率有限制，以避免传输线被高电压击穿，该功率限制决定了窄脉冲雷达有限 的作用距离。现代雷达采用兼具大时宽和大带宽的信号来保证作用距离和距离分 辨力，大时宽脉冲增加了雷达发射能量，实现远作用距离，另一方面，宽脉冲信 号通过脉冲压缩滤波器后变换成窄脉冲来获得高距离分辨力。 t t S （t ） Arect — exp j — T 其中的矩形包络为 1 2 1 2 2 B/T D BT 1时，LFM 脉冲信号的频域形式可近似表示为 进行脉冲压缩时的 LFM 脉冲信号为基带信号，其时域形式可表示为 式中的 为调频斜率，与调频带宽和时宽的关系如下式 时带积
2 / ] 巴f 电 2 2 其他 脉冲压缩滤波器实质上就是匹配滤波器，匹配滤波器是以输出最大信噪比为 准则设计出来的最佳线性滤波器。假设系统输入为x (t )Si (t) 口⑴，噪声n (t)为 均匀白噪声，功率谱密度为P n ()N 。，2 , s (t)是仅在［0,T ］区间取值的输入脉 冲信号。根据线性系统的特点，经过频率响应为 H()匹配滤波器的输出信号为 y(t) s o (t) n o (t)，其中输入信号分量的输出为 s,(t) S( )H( )exp(j t)d 与此同时，输出的噪声平均功率为 N 叫 |H( )2d 2 则to 时刻输出信号信噪比可以表示为 ,2 S o (t 0)| N 2 S i ( )H( )e jt d N 0 H( )2d 要令上式取最大值，根据 Schwarz 不等式，则需要匹配滤波器频响为 H( ) KS i ( )exp( j t °) 对应的时域冲激响应函数形式为 h(t) Ks *(t 。t) 要使该匹配滤波器为因果系统，必须满足t0 T ，信噪比最大时刻的输出信 噪比取值是 S 2E N 0兀 量可以表示为下式: s o (t) s( )h(t )d K S i ( )s (t t 0 )d 当匹配滤波器冲激响应函数满足 (5-5)式时，通过匹配滤波器的输出信号分 exp j[ 2
1. GPS接收机显示的卫星数据主要有：(D) A. 卫星编号 B. 卫星仰角(A) A. 34.4 B. 0.03 C. HDOP D. 以上都是 2. GPS接收机的HDO设定值小于定位的接收机显示的船位是----船位。(B) A. GPS解算 B. GPS推算 C. 错误的 C. 10.32. D. 7.2 9. 在GPS卫星导航仪冷启动时，所输入的世界时误差不大于--- 。(B) A. 10 B. 15 C. 20 D. 上次定位 3. GPS定位的海图标绘误差，除了与海图比例尺大小和标绘技能有关外，还与下列哪种因素有关？ (B) A. 位置线交角 B. 海图测地系与GPS测地系是否相同 C. 船与卫星的相对位置 D. HDOP值的设定 4. GPS接收机初次开机时需----后，方能预报卫星在各地的覆盖情况，以便进行最佳卫星配置的选择。 (C) A. 15 min B. 25 min C. 12.5 min D. 15.5 min 5. 卫星信号的覆盖面积主要取决于：----。(C) A. 发射功率 B. 卫星天线高度 C. 轨道高度 D. 地面接收站的高度 6. GPS接收机中，HDOP!什么含义？ (B) A. 水平方向精度几何因子，越大越好 B. 水平方向精度几何因子，越小越好 C. 水平方向误差系数，越大越好 D. 水平方向误差系数，越小越好 7. 由于GPS接收机测得的卫星信号的传播延时不是真正的传播延时，所以由此算出的距离称为：-----。(D) A. 初次距离 B. 粗测距离 C. 真距离 D. 伪距离 8. GPS导航仪等效测距误差为8.6米(CA码)，GPS 导航仪显示TDOP = 1.2，其时间误差为-----纳秒。 10. GPS卫星导航仪采用---。(C) A. 码片搜索方式搜索GPS卫星信号 B. 频率搜索方式搜索GPS卫星信号 C. A+B D. A、B均不对 11. GPS卫星导航仪在定位过程中根据---识别各颗GPS卫星。(A) A. 伪码 B. 频率 C. 莫尔斯码呼号 D. 时间频率 12. GPS卫星导航系统共设置颗GPS卫星，分布在----个轨道上。(C) A. 21+3 , 8 B. 18+3 , 6 C. 21+3 , 6 D. 18+3 , 8 13. 在GPS卫星导航系统中，卫星的轨道高度为 ---。(C) A. 1948千米 B. 1946千米 C. 20200 千米. D. 19100 千米 14. 通常，商船上使用码的GPS卫星导航仪定位与导航，其码率为---。(D) A. P , 10. 23 兆赫 HDO值时, D.30
地质雷达实验报告封面 报告 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
地质雷达实验报告 成绩： 系别：资源勘查与土木工程系 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 年月日
实验项目名称：地质雷达的操作及应用 同组学生姓名： 实验地点：结构检测实验室91110 实验日期：年月日 实验目的 （1）了解地质雷达基本构造、性能和工作原理。 （2）掌握地质雷达的操作步骤和使用方法。 实验原理及方法 通过发射天线向地下发射宽频带高频电磁波。在传播过程中，当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时，雷达波会发生反射返回地面，并由接收天线接收，并以波或图像的形式，存储在电脑中。 仪器设备 OKO-2俄罗斯地质雷达。
实验步骤 （1）连好数据线； （2）打开主机和天线上的电源开关； （3）运行采集软件； （4）设置参数； （5）数据采集并保存数据； （6）关机、拆线。 数据处理 主要包括两个方面：即增益和滤波。增益的目的是放大深部信号的增幅，使较弱的信号能被识别，滤波的种类很多，一般包括中值滤波、平均值滤波、带通滤波和巴特沃斯带通滤波等等。 注意事项 在运用雷达过程中，须掌握雷达工作的三个重要参数：环境电导率、介电常数和探测频率。 环境电导率σ是表征介质导电能力的参数，它决定了电磁波在介质中的穿透深度，其穿透深度随电导率的增加而减小，当介质的电导率σ>10-2S/m时，电磁波衰减极大，难于传播，雷达方法不宜使用，如：湿粘土、湿页岩、海水、海水冰、湿沃土、金属物等。
介电常数是影响应用效果的另一个重要因素，它决定了高频电磁波在介质中的传播速度，并且反射信号的强弱也取决于介电常数的差异。电磁波在介质中的传播速度可采用下式近似考虑： r C V ε≈ 式中： C ─ 电磁波在真空中的传播速度，C =ns （光速）， r ε─ 介质的相对介电常数。 介质的介电常数主要受介质的含水量以及孔隙率的影响，相对介电常数与水含量的关系曲线，相对介电常数的范围为：1（空气）~81（水），多数干燥的地下介质，其相对介电常数值均小于10。 探测频率不但是制约探测深度的一个关键因素，同时也决定了探测的分辨率；探测频率越高，探测深度越浅，探测的垂直分辨率和水平分辨率越高。高频 电磁波在传播过程中发生衰减，其衰减的程度随电磁波频率的增加而增加，这也是造成探测频率越高，探测深度越浅的原因。因此，在实际工作时，必须根据目标体的探测深度选用合理的探测频率。 附图（不少于6张图片）
一. 雷达方程 简单形式的雷达方程：min 2 e t 4 max )4(S GA P R πσ=（2.1）? σ∝4 max R （1） 接收机噪声 除系统热噪声引起的噪声功率之外，接收机会产生一定的噪声输出，要引入噪声系数 out out in in N S N S BG kT N F //a 0out n = = ，噪声系数也反映了信号通过接收机时的信噪比衰减情况。 重新整理雷达方程：min n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.8）? min 4 max SNR R σ ∝ 可用于进行理想自由空间中的目标探测，分析目标的雷达截面积对目标探测产生的影响。 （2） 雷达脉冲积累 多脉冲积累用于提高信噪比，改善雷达的检测能力，降低虚警漏警概率。 n 个相同信噪比的脉冲进行理想情况下的积累后，总信噪比为单个脉冲信噪比的n 倍。但实际情况下，第二检波器会引入效率损耗，使信号能量变为噪声能量，积累效率 n 1i )/()/()(N S n N S n E = 。 将脉冲积累的信噪比代入原雷达方程得到：n n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.33），也可 以由积累效率和单个脉冲信噪比表示为：1 n 02 e t 4 max )/()4() (N S BF kT n nE GA P R i πσ= (2.34)。 （3） RCS 起伏 观测复杂目标（如飞机）时，小的观察角变化将引起雷达到目标散射中心的距离和时间发生变化，从而引起各回波信号的相对相位发生变化，导致RCS 起伏。 引入起伏损耗f L ，用f L N S 1)/(代替1)/(N S 。当e n 个独立采样积累时， e n f e f L n L /1)()(=。 此时的雷达方程为：e n f i L N S BF kT n nE GA P R /11n 02 e t 4 max ) ()/()4() (πσ=(2.45)。 （4） 发射机功率 雷达的平均发射机功率av P 更能反映雷达的性能，可以用它代替峰值功率t P 。将p t av f P P τ=代入雷达方程得到：p i f N S F B kT n nE GA P R 1n 02 e av 4 max )/()()4() (τπσ= （2.51），一般情况下，可将τ B 设计为1。 （5） 其它情况 需要考虑的因素包括：系统损耗、地杂波、最高精度等。另外，针对不同目标（点目标或分
题卡1 1.请正确读取航向 2.假设测试时间为2000年3月21日ZT=0600 δ=31°30′.0 N λ =121°30′.O E。 测太阳真出罗方位CB092°.0。求△C 因为3月21 日是春分点，赤纬等于0；方位角等于90度，太阳出正东没正西做周日视运动。所以太阳真出方位等于90度。所以罗经△C=TB-CB=90°-92°=-2°. 3.安许茨系列陀螺罗经开机前的检查与准备工作。 a)船电，变压器箱，随动开关－断开（安许茨特有的随动开关） b)主罗经各部分是否正常 保险丝完好，机械传动应灵活，导线接头应接触良好，对地接触良好。 c)各分罗经及船向记录器与主罗经匹配。 d)航向记录器中时标与船时一致，打印纸是否够用。 4.雷达选择物标的基本要求有那些 回波稳定，亮而清晰 孤立容易辨认，近而可靠 交角好的2－3个物标 海图上物质确定的物标 5.GPS开机并调整亮度 6.测深仪开机及深度的读取
7.请在AIS上输入一下数据：本货轮吃水7.8M，船员22名，在航状 态，预计下月10日到达日本神户港（KOBE） 题卡2 1.磁罗经的主要部件的位置及作用 罗经柜：（非磁性材料）支撑罗盘；安装校正器。 罗经盘：指示航向。 垂直磁棒：校正倾斜自差。 水平（横向；纵向）磁棒：校正半圆自差。 软铁片：校正象限自差 2．假设测试时间为2000年9月23日ZT=0600 δ=30°30′.0 N λ=121°30′.O E。 测太阳真没罗方位CB272°.0。求△C 因为9月23日是秋分点，赤纬等于0度，方位角等于270度； 太阳出正东没正西做周日视运动。所以太阳方位角等于270度。 所以罗经差△C=TB-CB=270°-272°=-2° 3. 安许茨关机 关随动开关，变压器箱开关，船电开关 4.雷达开机 船电开关→直流电源→面板开关→亮度→（3分钟后）发射开关→增益→调谐 5.在GPS上设置转向点：先清除所以转向点数据，设置1，35000′ 0N； 121015′0E
实验报告 实验课程名称：雷达原理姓名：班级：电子信息工程4班学号： 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2017年5 月
雷达信号波形分析实验报告 2017年4月5日班级电子信息工程4班姓名评分 一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。 二、实验原理 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速。 三、实验参数设置 载频范围：0.5MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 线性调频信号 载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 信号带宽：14 MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形
0.5 1 1.5 2 x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉冲 1.03561.03571.03581.0359 x 10 -3时间/s 幅度/v 连续波 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉冲调制 -4-2 024 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 -4 -2 024 x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 -4 -2 024 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉冲 8.262 8.26258.263x 10 -4 -1 01时间/s 幅度/v 连续波 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉冲调制 -4-2 024x 10 7 02 44 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 -4 -2 024x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 -4 -2 024x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图 02004006008001000 0500100015002000
雷达信号matlab仿真
雷达系统分析大作 作 者： 陈雪娣 学号：0410420727 1. 最大不模糊距离： ,max 1252u r C R km f == 距离分辨率： 1502m c R m B ?= = 2. 天线有效面积： 22 0.07164e G A m λπ == 半功率波束宽度： 3 6.44o db G θπ == 3. 模糊函数的一般表示式为 () ()()2 2* 2 ;? ∞ ∞ -+= dt e t s t s f d f j d πττχ 对于线性调频信号 ()21 j t p p t s t ct e T T πμ??= ? ??? 则有： ()()2 21 ;Re Re p j t T j t d p p p t t f ct ct e e dt T T T πμπμτ χτ∞+-∞????+= ? ? ? ????? ? () ()()sin 1;11d p p d p d p p f T T f T f T T τπμττχττπμτ????+- ? ? ? ???????=- ? ?????+- ? ? ? ? 分别令0,0==d f τ可得()()2 2 0;,;0τχχd f ()() sin 0;d p d d p f T f f T πχπ=
()sin 1 ;01 1p p p p p T T T T T τπμττχττπμτ?? ??- ? ? ? ???????=- ? ?????- ? ?? ? 程序代码见附录1的T_3.m, 仿真结果如下:
4. 程序代码见附录1的T_4.m, 仿真结果如下:
1.GPS接收机显示的卫星数据主要有： (D) A. 卫星编号 B. 卫星仰角 C. HDOP D. 以上都是 2. GPS接收机的HDOP设定值小于定位的HDOP值时，接收机显示的船位是----船位。 (B) A. GPS解算 B. GPS推算 C. 错误的 D. 上次定位 3. GPS定位的海图标绘误差，除了与海图比例尺大小和标绘技能有关外，还与下列哪种因素有关？（B） A. 位置线交角 B. 海图测地系与GPS测地系是否相同 C. 船与卫星的相对位置 D. HDOP值的设定 4. GPS接收机初次开机时需----后，方能预报卫星在各地的覆盖情况，以便进行最佳卫星配置的选择。 (C) A. 15 min B. 25 min C. 12.5 min D. 15.5 min 5. 卫星信号的覆盖面积主要取决于：----。 (C) A. 发射功率 B. 卫星天线高度 C. 轨道高度 D. 地面接收站的高度 6. GPS接收机中，HDOP是什么含义? (B) A. 水平方向精度几何因子，越大越好 B. 水平方向精度几何因子，越小越好 C. 水平方向误差系数，越大越好 D. 水平方向误差系数，越小越好 7. 由于GPS接收机测得的卫星信号的传播延时不是真正的传播延时，所以由此算出的距离称为： -----。 (D) A. 初次距离 B. 粗测距离 C. 真距离 D. 伪距离 8. GPS导航仪等效测距误差为8.6米（CA码），GPS 导航仪显示TDOP = 1.2，其时间误差为-----纳秒。(A) A. 34.4 B. 0.03 C．10.32. D. 7.2 9. 在GPS卫星导航仪冷启动时，所输入的世界时误差不大于-----。 (B) A.10 B.15 C.20 D.30 10. GPS卫星导航仪采用---。(C) A. 码片搜索方式搜索GPS卫星信号 B. 频率搜索方式搜索GPS卫星信号 C. A+B D. A、B均不对 11. GPS卫星导航仪在定位过程中根据---识别各颗GPS卫星。 (A) A. 伪码 B. 频率 C. 莫尔斯码呼号 D. 时间频率 12. GPS卫星导航系统共设置颗GPS卫星，分布在----个轨道上。 (C) A. 21+3，8 B. 18+3，6 C. 21+3，6 D. 18+3，8 13. 在GPS卫星导航系统中，卫星的轨道高度为---。 (C) A. 1948千米 B. 1946千米 C. 20200千米. D. 19100千米 14. 通常，商船上使用码的GPS卫星导航仪定位与导航，其码率为---。 (D) A. P，10．23兆赫 B. P，1．023兆赫 C. C A，10．23兆赫 D. CA，1．023兆赫 15. GPS卫星导航系统发射信号的频率是-----。 (A) A. 1575．42兆赫，1227．60兆赫 B. 399．968兆赫，149．988兆赫
实验一、二雷达的总体认识及基本操作I、II 一、实验目的 1.了解Bridge Master E X-Band雷达的基本组成 2.学习正确操作Bridge Master E X-Band雷达，熟悉各基本功能的 操作 二、实验设备： Bridge Master E X-Band雷达两台 S-Band收发机一台，天线一副 三、实验步骤及要领 1.开机 检查天线附近是否有人作业火其他障碍物，将亮度（BRILLIANCE）、雨雪干扰抑制（A/CRAIN）海浪干扰抑制（A/CSEA）、增益（GAIN）等控钮反时针旋到底，功能开关（FUNCTION）置“STANDBY”。开机，接通电源，将电源开关置“POWER ON”,然后雷达开始自检，倒时计数。时间到后自动显示出“RADAR STANDBY”，此时表明雷达已准备好发射（未发射前天线是不转的）。 2.调节屏幕及数据亮度 顺时针旋转显示器前端的键盘（KEY BOARD）上的亮度控钮（BRILLIANCE）使回波明亮清晰，通常应使控钮居中。 3.量程选择 在KEY BOARD上，使用操纵杆（JOYSTICK）移动光标到
“TRANSMIT”上，单击左键，选择发射及脉冲宽度选择。使光标移动到显示屏的左上方的“RANGE”，通过单击“＋”和“－”来改变量程，量程的选择与发射脉冲的宽度的关系见附录图 4.调谐调节 调谐控钮是用来调节接收机的本振频率。在进行调谐前，应首先将海浪抑制控钮（A/CSEA）反时针旋到底，并使雷达工作于最大量程，然后转动调谐控钮使调谐指示亮带达到最长。 5.增益调整 增益（GAN）控钮是用来调节接收机的放大量，此控钮应调节到显示屏幕上的背景噪声似见非见的位置。为了设置合适的增益，首先应选择最远的两个量程之一，因为远量程时背景噪声更为明显，然后俺顺时针方向慢慢旋转增益控钮，使背景噪声达到刚见未见的状态。若增益设置太低，目标回波可能被淹没在背景噪声中。 6.显示模式选择 使用光标在显示屏幕右上方菜单改变显示模式。 7.调出固定、活动距标圈 使用VRM面板可以改变活动距标圈，改变距标圈的时候注意观察显示屏上的相关读数的改变。 8.调电子方位线 使用EBL面板，转动测方位旋钮可以改变电子方位线的方位，注意观察显示屏的相关读数的变化。
雷达系统仿真 实验报告 姓名：黄晓明 学号： 班级：1305203 指导教师：谢俊好 院系：电信学院
实验一杂波和色噪声的产生—高斯谱相关对数正态随机序列的产生 1、实验目的 给定功率谱（相关函数）和概率分布，通过计算机产生该随机过程，并估计该过程的实际功率谱和概率分布以验证产生方法的有效性。 2、实验原理 1）高斯白噪声的产生 2 2 2 (x) f(x) μ σ - - = 、 2 2 2 (z) x F(x)dz μ σ - - =? 均值：μ为位置参数、方差：2 σ、均方差：σ为比例参数。 若给定01 X~N(,) '，则2 X X~N(,) μσμσ ' =+。 MATLAB中对应函数normrnd(mu,sigma,m,n)，调用基本函数01 randn(m,n)~N(,)产生标准正态分布。 标准正态分布的产生方法有舍选抽样法、推广的舍选抽样法、变换法、极法、查表法等，其中变换法的优点是精度高，极法运算速度较变换法快10~30％，查表法速度快。 (1)反变换法、反函数有理逼近法 令0.5, t r x =-= () 2 012 23 123 0,1 1 a a x a x X signt x N b x b x b x ++ ?? =- ? +++ ?? 式中 2.515517 a=， 1 0.802833 a=， 2 0.010328 a=， 1 1.432788 b=， 2 0.189269 b=，3 0.001308 b=。用这一方法进行抽样，误差小于10-4。 (2)叠加法 根据中心极限定理有：先产生I组相互独立的01 [,]上均匀分布随机数，令 1 I i i Y r = =∑，则当N较大时212 Y~N(I,I)。一般可取12 I=，则601 Y~N(,) - (3)变换对法(Box-Muller method)
航海仪器课后复习题 第一章陀螺罗经 1.叙述陀螺仪的定义及其基本特性。 定义：工程上将高速旋转的对称刚体（转子）及其悬挂装置的总称叫做陀螺仪。基本特性：定轴性进动性 2.何谓平衡陀螺仪和自由陀螺仪？ 平衡陀螺仪：陀螺仪的中心和其几何中心相重合的陀螺仪。 自由陀螺仪：不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪。 4.位于地球上的自由陀螺仪的视运动有何规律？如何解释其物理实质？ 自由陀螺仪在地球上的视运动规律： 北纬东偏南纬西偏，（偏转角速度为w2）东升西降南北一样（升降角速度为w1a） 物理实质：当地球自转时，在北纬子午面北点N向西偏转，由于陀螺仪的定轴性，主轴空间指向不变，跟地球一起运动的观察者看到主轴北端在不断向东偏转。同理在南纬，主轴指北端向西偏转。当陀螺仪主轴指北端偏离子午面以东时，受w1的影响，水平面东半平面下降，陀螺仪主轴的指北端相对水平面产生上升的视运动；当陀螺仪主轴的指北端偏离子午面以西时，由于水平面西半平面上升，陀螺仪主轴则产生下降视运动。 5.影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾是什么？克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是什么？ W2是影响自由陀螺仪主轴不能指北的主要矛盾。克服该矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是利用陀螺仪的进动性，对陀螺仪水平轴施加一个外力M，使陀螺仪周周绕OZ轴进动，并满足w’=M/H=w2 6.叙述变自由陀螺仪为摆式罗经的两种方法。 第一种是重力下移法。将陀螺仪的重心沿垂直轴下移，时重心不与支架中心O 重合，当主轴不水平时，产生控制力矩。根据这种方法制成的罗经称为下重式罗经。 第二种是水银器法或液体连通器法。在平衡陀螺仪上悬挂液体连通器，液体连通器中注入适量的高比重液体（如水银或其他化学溶剂），用以产生控制力矩。这类罗经一般被称为水银器罗经或称液体连通器罗经。 7.为何双转子摆式罗经与液体连通器罗经二者的动量矩H的指向不同？ 由于地球自转，双转子摆式罗经主轴指北端偏离水平面后产生的重力控制力矩My使陀螺仪主轴指北端向子午面北端靠拢，自动找北。而液体连通器罗经随地球自转产生的控制力矩和双转子摆式罗经产生的控制力矩方向相反，要实现与双转子罗经同样的自动找北功能，只有两者动量矩H指向相反。 8.何谓水平轴阻尼法，它有何特点？ 水平轴阻尼法是指压缩椭圆长轴的方法，阻尼力矩应施加于陀螺仪的水平轴上。特点：罗经稳定时主轴稳定在子午面内，但阻尼装置的结构比较复杂，控制力矩与阻尼力矩之间的相位关系很难严格做到恰好相差π/2,所以阻尼效果会受到影响。 9.何谓垂直轴阻尼法，它有何特点？ 垂直轴阻尼法即压缩椭圆短轴的方法，阻尼力矩应施加于陀螺仪的垂直轴上。特点：阻尼效果好，实现起来也比较方便，但使用垂直轴阻尼法的罗经会在稳