阵列误差对测向性能的影响及校正方法

阵列幅相误差校正知乎
阵列幅相误差校正是一项重要的技术，其在雷达、天线和通信系统等领域具有广泛的应用。

它的作用是对阵列天线中不同元件相位误差进行校正，以提高系统的性能和精度。

在阵列天线中，由于元件之间的布局差异、制造误差或工作环境的影响，会导致天线元件之间的相位存在一定的偏差。

这些相位误差会对信号的接收和处理产生很大的影响，降低系统的灵敏度和信号质量。

因此，对于阵列天线而言，准确地校正相位误差至关重要。

阵列幅相误差的校正可以通过多种方法实现。

一种常用的方法是基于校正信号的研究。

该方法通过引入已知幅相误差的参考信号，与待校正信号进行比较，从而得到每个天线元件的相位偏差。

然后，根据相位偏差的大小及分布情况，采取相应的校正措施，如调整天线元件的位置、优化电路设计等，以减小相位误差。

另一种常见的校正方法是基于数学算法的优化。

该方法利用数值计算技术，通过解算相位误差的数学模型，寻找最优的校正方案。

在这种方法中，可以利用优化算法，如梯度下降法、最小二乘法等，实现对相位误差的精确校正。

这种方法具有较高的准确性和灵活性，并能适应不同阵列天线的特点和需求。

除了以上两种方法，还有一些其他的阵列幅相误差校正方法，如基于信号处理的方法、基于反馈控制的方法等。

这些方法各有特点，可以根据具体的应用场景和需求选择合适的方法进行误差校正。

总的来说，阵列幅相误差的校正是提高阵列天线性能的重要手段。

通过合理选择校正方法和实施校正方案，可以减小相位误差，提高系统的灵敏度、定位精度和数据传输质量。

因此，在阵列天线的设计和应用中，校正幅相误差的工作不容忽视，应予以重视和深入研究。

阵列天线因随机振动引起的测向误差分析及校准谢洪森;刘云飞;周鹏;李淑党【摘要】To solve the direction finding error of array antenna due to vibrator displacement caused by low frequency random mechanical vibration of ship deck,a model of antenna vibrator' s random vibration error is established. The effect of random vibration modes of the antenna array on angular receiving signals in three axial directions is simulated and analyzed,and a calibration method is presented for angle-measuring error is presented based on simultaneous measurement by several receivers on several different positions. Several er-ror calibration vectors are obtained with this method by using the least square method. By compensating the error using the calibration vector of the antenna beam pointing into the sector,it has solved the calibration problem for angle-measuring error of array antenna under the mode of low frequency random vibration. This method has been applied in data resolution of ship-borne microwave landing guidance system.%针对阵列天线受舰船甲板低频机械随机振动引发振子位移变化导致的测向误差问题,建立了天线振子随机振动误差模型,仿真分析了天线阵列3个轴向随机振动模式对测角接收信号的影响,提出了一种基于多个接收机在不同位置同时测量的测角误差校正方法.该方法采用最小二乘法得到多个误差校准矢量,通过调用天线波束指向扇区内校准矢量的方法进行误差补偿,解决了低频随机振动模式下阵列天线测角误差的校准问题.该方法已应用到舰载微波着舰引导系统数据解算中.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2017(057)009【总页数】6页(P992-997)【关键词】阵列天线;随机振动;天线振子;测向误差;校准矢量【作者】谢洪森;刘云飞;周鹏;李淑党【作者单位】海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041;海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041;海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041;解放军91917部队,北京102401【正文语种】中文【中图分类】TN820为保障舰船正常航行、抢险救生以及军事飞行等安全需要，军民用舰船上通常均装配导航定向引导设备。

MIMO雷达波形优化设计与阵列误差校正方法研究MIMO（多输入多输出）雷达技术是一种基于多天线和多射频通道的雷达系统，能够实现高分辨率成像和目标参数估计。

在MIMO雷达系统中，波形设计和阵列误差校正是提高雷达性能和准确性的关键问题。

本文将对MIMO雷达波形优化设计和阵列误差校正方法进行研究和探讨。

1.引言随着雷达技术的不断发展，人们对雷达系统的要求越来越高。

MIMO雷达系统由于其多天线和多射频通道的特性，具备了较高的分辨率和较低的误差。

然而，在实际应用中，由于环境干扰、波形设计不合理以及阵列误差等因素的影响，MIMO雷达系统的性能往往无法得到充分发挥。

因此，对MIMO雷达的波形设计和阵列误差校正进行优化研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。

2.MIMO雷达波形优化设计MIMO雷达系统中的波形设计是影响雷达性能的重要因素之一。

传统的雷达系统采用脉冲压缩技术提高分辨率，然而在MIMO雷达系统中，脉冲压缩技术无法充分利用多通道的信息。

因此，需要针对MIMO雷达系统进行波形优化设计。

首先，可以采用最小平均方差准则来设计波形。

该准则在满足一定约束条件下，通过优化发送波形的自相关矩阵，使接收信号在加性高斯白噪声下的均方误差达到最小。

其次，还可以采用极小化传输功率的准则进行波形设计。

通过优化波形的功率谱密度，使传输功率最小化，从而提高雷达系统的能效。

此外，还可以结合两种准则，综合考虑均方误差和传输功率的权衡，进行综合优化。

3. MIMO雷达阵列误差校正方法研究阵列误差是MIMO雷达系统中另一个重要的性能影响因素。

由于阵列天线之间存在耦合和不一致性等问题，会导致雷达系统中的相位误差、幅度误差和时间延迟等误差。

因此，需要针对阵列误差进行校正，以提高雷达系统的准确性和稳定性。

一种常见的阵列误差校正方法是通过引入校正矩阵来对接收到的信号进行校正。

校正矩阵可以根据实际测量的阵列误差进行求解，然后用于对接收信号进行校正。

测绘技术使用中的常见错误与纠正方法在现代社会，测绘技术扮演着至关重要的角色。

无论是建筑工程、土地拆迁还是导航系统，都离不开测绘技术的支持。

然而，由于操作不当或者其他原因，常常会出现一些错误，这些错误可能导致严重的后果。

为了避免这些错误，本文将介绍几种常见的错误及其纠正方法。

一、误差测量错误误差是测绘中最常见的问题之一。

误差的出现可能是由于测量仪器的不准确，操作人员的技术问题或者环境条件的影响。

为了纠正误差，我们可以使用一些方法来提高测量的精度。

首先，我们应该使用高质量、准确度高的测量仪器。

现代技术使得测量仪器的准确度越来越高，因此我们应该选择符合标准的仪器，以确保测量结果的准确性。

其次，我们应该进行多次测量并进行数据处理。

通过多次测量，我们可以获得一组数据，然后使用合适的方法对数据进行处理，提高结果的准确度。

例如，可以使用平均值法或者最小二乘法来处理数据，并计算出最终的结果。

最后，我们还应该注意环境因素对测量的影响。

例如，温度变化可能导致测量仪器的准确度发生变化，因此在测量过程中需要注意环境因素的变化，并进行相应修正。

二、坐标转换错误坐标转换是测绘中常见的操作之一，它将不同坐标系下的数据进行转换。

然而，由于坐标转换的复杂性和错误操作，常常会出现坐标转换错误。

为了纠正这些错误，我们可以采取以下几种方法。

首先，我们应该选择合适的坐标转换方法。

根据不同的需求和数据类型，我们可以选择不同的坐标转换方法，例如七参数法、仿射变换或者多项式拟合等。

选择合适的方法可以保证转换的准确性。

其次，我们需要对转换结果进行验证。

可以使用一些已知坐标的点来进行验证，检查转换结果与实际情况是否一致。

如果发现转换结果存在差异，可能是由于选择的坐标转换方法不合适，或者操作不正确。

最后，我们还应该注意坐标系的选择。

坐标系的选择应该符合实际情况，并且与其他数据保持一致。

如果在坐标系的选择上出现错误，可能导致转换结果的偏差，因此应该仔细选择合适的坐标系。

测绘中的误差分析与数据校正方法导言：测绘是一门学科，它的目标是通过采集、处理和分析地球表面的地理信息，以获取准确的地图、图像和数据。

然而，在测量的过程中，由于各种因素的影响，总会存在误差。

因此，误差分析和数据校正方法在测绘中起着至关重要的作用。

本文将探讨测绘中的误差分析和数据校正方法。

一、误差分析的概念与分类误差是测量过程中的不可避免的因素，它指测量结果与真实值之间的差异。

误差可以从不同角度进行分类，如系统误差和随机误差。

1. 系统误差系统误差是由于测量仪器固有的缺陷、测量人员技术水平等造成的，在整个测量过程中具有一定的规律性。

常见的系统误差有定标误差、零点误差和比例误差等。

2. 随机误差随机误差是由于各种不确定因素导致的，具有随机性和无规律性。

随机误差主要包括仪器读数误差、环境干扰和操作人员的个体差异等。

二、误差分析的方法误差分析的目的是为了确定测量误差的大小和性质，以便采取相应的校正措施。

常见的误差分析方法包括以下几种：1. 较差法较差法是最常用的误差分析方法之一。

它通过测量多次同一物体来求得测量值的均值和标准差，进而判断测量结果的可靠性。

较差法具有简单易行、计算方便的特点，适用于大量测量数据的分析。

2. 回归分析法回归分析法是一种用于特征值估计和预测的统计学方法。

它通过建立测量值与变量之间的数学模型，并利用最小二乘法进行参数估计，来判断变量之间的相关关系。

回归分析法在测绘中常用于对图像、地形和地下水位等数据进行处理和分析。

3. 方差分析法方差分析法是一种用于比较两个或多个样本均值差异的统计学方法。

它通过对不同样本之间的差异进行数学建模，并进行方差分解，来确定不同因素对误差的贡献程度。

方差分析法在测绘中常用于评估地形、土壤和植被等因素对影像数据的影响。

三、数据校正方法数据校正是指通过采取相应的措施，对测量结果进行调整和修正，以提高测绘数据的准确性和可靠性。

常见的数据校正方法包括以下几种：1. 均匀性校正均匀性校正是指通过遴选出具有一定标准差的测量点，进行局部修正来提高数据的一致性和精度。

第33卷第5期电子科技大学学报V ol.33 No.5 2004年10月Journal of UEST of China Oct. 2004阵列通道误差校正算法及DSP实现冷红英，张扬，唐斌(电子科技大学电子工程学院成都 610054)【摘要】阵列通道幅相不一致性严重影响测向性能。

基于辅助源的相关校正理论，研究了通过在天线馈电口输入辅助信号，再对信号求相关来实现对阵列通道不一致性的校正；并分析了基于多基线数字干涉仪体制的测向原理，利用五元圆形天线阵列估计出了地面目标的到达角。

此外，还讨论了所有算法的DSP实现，计算机模拟证实了方法的有效性。

关键词阵列通道校正; 相关; 数字干涉仪; DSP实现中图分类号TN953+.3 文献标识码 AArray Antenna Channel Uncertainty CalibrationAlgorithm and DSP ImplementationLeng Hongying，Zhang Yang，Tang Bin(School of Electronic Engineering, UEST of China Chengdu 610054)Abstract The performance of direction-of-arrival (DOA) estimation algorithms is seriously degenerated when there are errors in array manifold. A correlative based technique, which estimates and calibrates the circle array antenna channel uncertainty used an auxiliary source, is given in this paper.Moreover, the high-accuracy DOA estimation algorithm using digital interferometer and all these algorithms’ DSP implementations are also studied. The efficiency of the method is confirmed by computer simulation.Key words array channel calibration; correlation; digital interferometer; DSP implementation阵列测向技术广泛地应用于雷达、声纳、电子侦察等领域。

ABSTRACTAdaptive array antenna is an important branch of array antenna, which is widely used in radar, sonar, communication, radio astronomy and other national economic and military applications. Wideband adaptive array antenna has good performance on the condition that array antenna has small errors. However, the array channel amplitude and phase frequency characteristics are not consistent with each other in practical application, which is caused by channel amplitude and phase errors, namely channel mismatch. Channel mismatch will affect the performance of wideband array systems, which can’t work normally when channel mismatch reaches to a certain level. Therefore, channel mismatch must be calibrated before beam-forming.This thesis focuses on the study of adaptive channel equalization to overcome the channel mismatch. The dominant research contents are as follow:① The signal model of wideband array is illustrated firstly. Then we introduce the methodology of broadband adaptive beam-forming based on space-time two-dimensional structure and the direct sampling matrix inversion algorithm. Finally simulations and analysis are carried out for wideband adaptive beam-forming with the algorithm discussed above.②The performance weakness of wideband adaptive array caused by channel mismatch is investigated. Two channel mismatch models are derived at the same time. Then, computer simulations are illustrated through different array parameters, such as beam pattern and array output SINR.③The research discusses the adaptive channel equalization technology. The thesis elaborates the basic principle of time domain channel equalization and frequency domain channel equalization respectively. Two kinds of adaptive equalization algorithms in time domain and one adaptive equalization algorithm in frequency domain are investigated deeply. For time domain algorithm, adaptive equalization filter employs least mean square algorithm and recursive least squares algorithm. On the other hand, the least squares fitting strategy is utilized in frequency domain equalization. The above three algorithms are verified and analyzed by computer simulations. Finally, the relationship between some factors and channel equalization is analyzed by simulations at the same time.④If the SNR of the reference signal is very small, the performance ofequalization will also be very poor since the noise takes the prime role in the least squares fitting algorithm in frequency domain. A new approach is proposed to reduce the effect of noise on equalization. The new algorithm only focuses attention on the frequency range of the frequency where the reference signal exits and ignores the other frequency region in the first Nyquist domain. However, the proposed algorithm will enlarge the amplitude response outside the signal frequency region. We use a band-pass filter to remedy the problem which is located in front of the equalization. Finally, the simulation results prove the feasibility of modified algorithm.Keywords: Adaptive array antenna, Broadband adaptive beam-forming, Channel mismatch, Adaptive channel equalization目录中文摘要 (I)英文摘要........................................................................................................................ I I 1 绪论.. (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究动态 (3)1.2.1 自适应阵列天线研究动态 (3)1.2.2 通道均衡技术研究动态 (4)1.3 本文主要内容及章节安排 (6)2 宽带自适应波束形成 (8)2.1 宽带阵列信号模型 (8)2.2 宽带自适应波束形成 (11)2.3直接矩阵求逆算法 (13)2.4仿真分析 (14)3 通道失配对宽带自适应阵列性能的影响 (16)3.1 通道幅相误差模型 (16)3.1.1 正弦波动模型 (16)3.1.2 FIR滤波器系数扰动模型 (17)3.2 通道失配对宽带自适应阵列性能影响 (18)3.2.1 宽带阵列误差信号模型 (18)3.2.2通道幅相误差对宽带自适应阵列性能影响分析 (19)4 通道时域均衡及仿真分析 (25)4.1 时域通道均衡算法原理 (25)4.2 最小均方误差算法 (28)4.3 递推最小二乘算法 (30)4.4均衡性能评价准则 (32)4.5时域通道均衡性能仿真分析 (34)4.5.1 LMS算法仿真分析 (34)4.5.2 RLS算法仿真分析 (37)5 通道频域均衡及仿真分析 (40)5.1 频域通道均衡原理 (40)5.2 频域均衡基本算法原理 (41)5.3 频域通道均衡性能仿真分析 (44)5.3.1频域算法性能仿真分析 (44)5.3.2影响均衡性能的因素及仿真分析 (45)5.4 通道均衡频域算法改进 (51)6 总结与展望 (56)致谢 (58)参考文献 (59)附录 (63)A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 (63)B 作者在攻读硕士学位期间申请的专利 (63)C 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 (63)1 绪论1.1 研究背景及意义天线的种类繁多，根据不同的工作条件要求，具有不同的设计方法和形式。

摘要摘要在对阵列信号处理的研究中，波达方向估计（DOA）是一个很重要的内容，并且被很多领域所应用，其中包括雷达、通讯系统、智能办公等。

波达方向估计算法均依赖于理想的信号模型，但受实际应用的环境或者器件自身因素的影响，信号模型往往存在偏差，若直接在理想阵列信号模型的基础上进行DOA估计，所得到的结果误差较大，不能被采用。

基于这一情况，针对阵列存在误差的情况，研究DOA估计算法是必要的。

由于阵列误差中的通道幅相误差对测向的影响较大，因此，本论文主要考虑阵列存在幅相误差的情况，建立误差模型，并研究误差校正方法和DOA估计算法，主要内容可以归纳如下：首先，在理想情况下，简单介绍了干涉仪测向法和多重信号分类（MUSIC）法的算法原理。

当存在阵列幅相误差时，给出了阵列输出信号的数学模型，着重研究幅度误差和相位误差对两种测向算法的影响，并给出了结论，且通过仿真实验证明了结论的正确性。

接着，在已有算法的基础上，推导了基于通道切换的干涉仪测向法的原理，给出了具体的幅相误差校正过程。

当阵列存在幅相误差时，提出了基于通道切换的MUSIC测向法，并给出了具体的推导过程，实现了对阵列幅相误差和来波方向的联合估计。

与基于迭代求解的幅相误差校正法相比，基于通道切换的幅相误差校正方法很容易得到收敛解，算法稳定。

在仿真实验中，当阵列存在幅相误差时，将两种算法的测向效果分别于理想情况下的克拉美罗界进行比较，验证了算法的有效性。

然后，为了进一步减小工程实现的复杂度和计算量，考虑利用基于通道切换的原理仅校正部分阵列的幅相误差。

在阵列幅相误差部分校正的情况下，为了进一步提高测向精度，首先介绍了多通道增强的干涉仪测向法和多通道增强的MUSIC测向法的原理，利用两种算法的测向原理改进了基于通道切换的干涉仪测向法和基于通道切换的MUSIC测向法，并将其分别称为基于通道切换的干涉仪测向法的增强和基于通道切换的MUSIC测向法的增强。

最后，通过具体的仿真验证，给出了增强算法的测向效果。

43Internet Technology互联网+技术凌子涵（1997-），男，汉族，安徽黄山人，硕士研究生。

研究方向：数字阵列天线及信号处理技术。

孙慧峰（1979-），男，汉族，河南林州人，博士，副研究员。

研究方向: 星载有源相控阵。

数字阵列通道幅相误差实时校正方法摘要：本文对数字阵列通道幅相误差的产生及影响进行了分析与讨论，并给出了基于Remez 算法和粒子群优化算法的复系数FIR 校正滤波器设计方法，最后通过仿真验证了算法的有效性与工程价值。

关键词：数字阵列；幅相误差；复系数FIR 滤波器；粒子群算法一、引言数字阵列天线是在传统相控阵天线的基础上，引入A/D 转换器、数字T/R 组件等数字化器件，并结合数字波束形成技术和数字处理技术而出现的新型阵列天线。

与传统阵列相比，具有大动态范围、自适应空间干扰抑制、同时多波束形成等优点，在现代雷达中得到了广泛的应用[1]。

宽带数字阵列的每一个通道都包含一个数字T/R 组件，其中模拟器件的存在必将导致通道内部的幅相特性与理想特性发生偏离，且随着外部环境因素的变化而变化，导致通道之间的幅相特性产生较大的差异，从而引起通道失配。

阵列信号处理的一个前提假设是各通道频率特性时刻保持一致，当通道间出现失配时，后续数字波束形成效果会受到严重影响，出现主瓣展宽、旁瓣升高等，从而导致雷达检测性能的下降[2-3]。

数字阵列通道误差的校正主要分为预失真校正和实时滤波校正，预失真校正方法通过在系统中加入频率特性与失真特性相反的模块，保证信号线性放大来实现幅相误差校正，具有简单灵活、精确度高等优点，但无法对接收信号进行实时校正，且预失真校正只能对相位误差进行校正而无法对幅度误差进行校正。

实时滤波方法则是通过提取误差通道的幅相特性，并引入一个对应频率特性的数字FIR 滤波器对误差进行校正。

FIR 滤波器结构简单，易于控制，但实系数FIR 滤波器会在整个频带上产生较大的群延迟，且幅相特性总是对称，因此需要设计复系数FIR 滤波器对幅相误差进行校正[4-5]。

阵列测向多值模糊问题研究
阵列测向技术是一种能够通过多个接收器接收来自同一信源的信号，然后通过信号叠加的处理方法来实现对该信源的定位和测量的一种技术，被广泛应用于雷达、声纳、天线等领域。

但是，阵列测向存在多值模糊问题，即在实际应用中，当信源角度落在某些特定区域内时，无法精确确定信源角度，需要进行进一步的处理和优化。

本文旨在研究阵列测向多值模糊问题及其优化方法。

一、多值模糊问题的原因
阵列测向技术的多值模糊问题主要由以下因素造成：
1. 阵列元件数量限制：阵列元件的数量受到物理限制，当信源角度接近两个阵列元件之间的角度时，无法区分信源来自哪个方向。

2. 多径效应：信号到达接收器时可能经历多个路径，导致接收到的信号与实际信号存在时延和相位差，影响测向结果。

3. 噪声影响：阵列测向技术对信号质量要求较高，信号中的噪声会对测向结果造成影响。

二、多值模糊问题的解决方法
1. 信号处理方法：通过对信号进行加权、平滑等处理，减小信号的噪声和多径效应对测向结果的影响。

2. 优化阵列设计：通过增加阵列元件数量、采用复杂的阵列结构等方法，提高测向的精度和灵敏度。

3. 多信号源处理：采用多个阵列同时接收信号并进行处理，提高信号
的信噪比和抗干扰能力，从而解决多值模糊问题。

三、结语
阵列测向技术是一种十分重要的测量技术，但也面临着多值模糊问题。

需要通过信号处理、阵列优化等方法来解决该问题，提高测向精度和
灵敏度，为实际应用提供更好的支撑。

多通道雷达系统阵列误差校正方法研究多通道雷达系统阵列误差校正方法研究摘要：多通道雷达系统广泛应用于目标检测和跟踪等领域，但系统中的阵列误差会导致探测性能下降。

为了提高雷达系统检测的准确性，本文研究了多通道雷达系统阵列误差校正方法。

首先，介绍了多通道雷达系统的工作原理和阵列误差的产生机制。

然后，基于加权方法和最小二乘法，提出了一种有效的阵列误差校正方法。

最后，通过数值模拟实验验证了该方法的有效性和准确性。

关键词：多通道雷达系统、阵列误差、校正方法、加权方法、最小二乘法1. 引言多通道雷达系统由多个接收天线组成的阵列，通过对目标发射的脉冲信号进行接收和处理，实现目标的检测和跟踪。

然而，由于实际雷达系统的制造和安装过程中难免存在误差，如天线之间的间距和相位等误差，这些误差将导致系统的探测性能下降。

因此，对多通道雷达系统进行阵列误差校正具有重要的意义。

2. 多通道雷达系统的阵列误差分析多通道雷达系统中的阵列误差主要包括天线间距误差和天线相位误差。

天线间距误差是指实际天线之间的间距与理想值之间的差异，导致接收到的信号受到了相位干扰。

天线相位误差是指实际天线的相位与理想相位之间的差异，这将导致接收到的信号受到了幅度干扰。

3. 多通道雷达系统阵列误差校正方法为了准确地校正多通道雷达系统中的阵列误差，本文提出了一种基于加权方法和最小二乘法的校正方法。

首先，根据实际测量得到的天线间距误差和天线相位误差，采用加权方法对天线间距进行校正。

然后，基于最小二乘法，通过对接收到的信号进行优化处理，校正天线相位误差。

4. 数值模拟实验为了验证所提出的多通道雷达系统阵列误差校正方法的有效性和准确性，进行了一系列的数值模拟实验。

实验结果表明，通过采用本文提出的校正方法，可以显著减小多通道雷达系统中的阵列误差，提高系统的检测和跟踪性能。

5. 结论本文研究了多通道雷达系统阵列误差校正方法，通过加权方法和最小二乘法，实现了对天线间距误差和天线相位误差的校正。

如何进行测绘技术的误差分析和校正测绘技术的误差分析和校正在现代科技进步中扮演着重要的角色。

测绘作为一门综合性学科，其应用范围涉及到土地管理、城市规划、资源环境管理等诸多领域。

而误差分析和校正则是保证测绘数据准确性、可靠性的关键步骤。

本文将从测绘误差的产生原因、误差分析方法、校正手段等方面进行探讨。

一、误差的产生原因误差是测绘中一个普遍存在的问题，其产生原因十分复杂。

首先，测量仪器本身的误差不可忽视。

各种测量设备在制造过程中难免存在一定的工艺误差和系统误差，这些都将直接影响到测量的精度和准确性。

其次，环境因素也会对测量结果产生一定的影响。

例如，天气条件的变化、地理环境的复杂性会导致测量结果产生偏差。

最后，操作人员的技术水平和操作方法也是影响测量误差的重要因素。

二、误差分析方法误差分析是指对测量过程中产生的误差进行系统性的分析和定量描述。

常用的误差分析方法主要包括精度分析法和可靠性分析法。

精度分析法主要是通过对重复测量数据进行统计分析，计算测量结果的平均值和标准差，以评估测量结果的精度。

可靠性分析法则是通过对测量数据进行概率统计，建立数学模型，分析测量结果的可靠性。

三、校正手段误差校正是为了改正或减小误差对测量结果的影响，提高测量数据的准确性和可靠性。

目前常用的校正手段主要有以下几种。

1. 内部校正：内部校正是通过对测量仪器本身的误差进行校正，以提高仪器的测量精度。

常见的内部校正方法包括零点校正、线性化校正等。

2. 外部校正：外部校正是指通过与已知准确值进行对比，对测量结果进行校正。

例如，利用已知控制点进行GPS定位的校正。

3. 误差模型校正：误差模型校正是通过建立误差模型，对测量结果进行修正。

常见的误差模型包括多项式模型、高斯模型等。

4. 数据配准：数据配准是指将多个测量数据进行匹配，消除不一致性或异质性，以提高整体测量结果的准确性。

数据配准常用于遥感影像处理等领域。

综上所述，测绘技术的误差分析和校正是确保测绘数据准确性和可靠性的必要步骤。

GNSS测量中的常见误差与纠正方法GNSS（全球导航卫星系统）测量是现代测量领域中广泛使用的一种技术，以其高精度和全球覆盖的特点被广泛应用于航空、航海、地理测量、农业和建筑工程等领域。

然而，在GNSS测量中，常常会遇到各种误差影响，从而降低测量精度。

本文将探讨一些常见的误差来源，以及纠正这些误差的方法。

一、大气延迟误差大气延迟误差是GNSS测量中主要的误差源之一。

大气层中的水蒸气和其他气体会导致信号的传播速度发生变化，进而引起测量误差。

为了纠正大气延迟误差，常见的方法包括差分定位和模型辅助纠正。

差分定位通过使用附近参考站的观测数据进行差分计算，从而消除大气延迟误差。

而模型辅助纠正则是使用数学模型来估计大气延迟的效应，并将其纳入计算中。

二、多路径效应多路径效应是指信号在到达接收机之前反射或散射，并在多个路径上传播。

这种效应通常会导致GNSS测量中的误差。

为了减少多路径效应，可以采用反射衰减技术，例如在室内环境中使用天线罩或在城市区域使用天线阵列等。

三、钟差误差钟差误差是由于卫星钟的不准确性而引起的。

卫星钟的准确性对于精确的GNSS测量至关重要。

为了纠正钟差误差，可以采用差分测量技术。

差分测量通过使用接收机和参考站之间的相对测量数据，可以估计出钟差误差并进行修正。

此外，还可以使用精确的钟差模型来进一步精确估计和纠正钟差误差。

四、多路径干扰除了多路径效应外，多路径干扰也是GNSS测量中的一个常见问题。

多路径干扰是指由于信号被建筑物、树木或其他物体反射或散射而产生的附加信号。

为了减少多路径干扰，可以采用天线阵列和前向/背向空域处理等技术。

天线阵列可以通过选择合适的接收天线来减少多路径干扰的影响。

而前向/背向空域处理则是通过信号处理算法来抑制多路径干扰。

五、卫星几何因素卫星几何因素也会对GNSS测量造成误差。

卫星的位置和高度角对测量精度有着重要影响。

为了提高测量精度，可以选择高高度角的卫星进行测量，以减少几何因素所引起的误差。

阵列天线相位中心的校准方法及误差分析陈曦,傅光,龚书喜,阎亚丽,刘海风【摘要】摘要：为精确标定阵列天线的相位中心,提出一种校准阵列天线相位中心的方法.首先推导出阵列天线相位方向函数与天线位置偏移量的关系式,再根据阵列天线相位中心的定义和校准步骤,运用最小二乘法计算出相位中心的精确值,并对提出的校准方法进行了模拟实验验证.实验证明该校准方法可以有效地计算出阵列天线相位中心的位置.对计算结果的误差分析表明,较宽的阵列天线波束宽度和较高的相位测量精度都可以提高相位中心的校准精度.【期刊名称】西安电子科技大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2011(038)003【总页数】5【关键词】阵列天线;相位中心;视在相心;校准;误差分析阵列天线已经被广泛地应用于各种雷达系统[1].随着对雷达系统的跟踪及定位性能要求的提高,在某些情况下,仅靠主瓣波束的幅度特性来搜索、定位已不能满足精度要求,必须以阵列天线的相位中心为参考基准进行精确定位和测量[2].对于寻找天线相位中心,前人已进行了一些研究并得出一些有效的结论,但大多数都是针对单天线的研究[3-4],如喇叭天线、对数周期天线等,而关于阵列天线相位中心的研究甚少,只有文献[5]稍有提及.在研究对数周期天线的相位中心时,笔者对直线阵相位中心存在的条件进行了研究,得出了一些有意义的结论.笔者将给出阵列天线的相位方向函数与相位中心的关系式,并应用最小二乘法得出一套校准阵列天线相位中心的简便方法.1 基本原理在图1中,阵列天线位于位置1和位置2时,在远场会得到不同的场表达式.若阵列天线的单元特性都相同,阵列在无限远场的电场主极化分量均可表示为其中,C是常数;是阵列单元的加权幅度和相位;是单元的复方向函数,包含幅度和相位信息;波数k==ρq+M.如图1所示,结合表达式(1),位置1和位置2的相位方向函数与天线位置的调整量M满足[6]2π/λ;rq是单元q到远场点的距离,ro是r方向的单位矢量,uo是电场的主极化方向单位矢量,且有uo·ro=0;ρq是第q个单元在参考坐标系下的位置矢量;Ψ(ro)即阵列天线的相位方向函数.设阵列天线从位置1到位置2的移动量为M,则阵列天线的相位中心是天线上或其周围存在的一个点,该点可使天线远场主瓣半功率波瓣宽度内的相位分布是一个常数.实际上天线的相位分布都不会是一个常数,所以定义一个可使天线远场主瓣半功率波瓣宽度内的相位分布最平坦的点,称该点为视在相位中心,简称视在相心.一个天线不一定有相位中心,但一定可以求出视在相心.天线位于位置1时,测量得到相位分布Ψ1(ro).将天线阵的几何中心移动M后,再次测量得到的Ψ2(ro)是最平坦的.根据视在相心的定义,式(2)中的Ψ(r)不是常数,但可求出线性最小二乘意义[7]下的最平坦2o值.将式(2)写为其中,ri是主瓣半功率波瓣宽度内的第i个方向的位移矢量,是第i个方向上相位值的偏差量.令求出使ε最小的M值,即得到视在相心所在.在图2所示的直角坐标系下,有M=,则在主平面内,式(4)可写为其中,表示视在相心横向坐标;表示视在相心纵向坐标; 当φ =0°时,tm=xm;当φ=90°时,tm=ym.式(5)两边分别对t、z和C求导,并令其为0,可得如下线性方程组:解该方程组可得到视在相心所在.2 模拟实验为了验证上述校准方法的有效性和正确性,在HFSS中分别建立了8元、14元和20元的泰勒分布直线阵进行模拟仿真实验.工作频率均为340MHz,单元为半波振子,单元间距为0.7λ.半波振子的相位中心位于振子的几何中心,阵列模型是理想阵列,不存在各种工程误差,因此,天线阵的相位中心应位于其几何中心.为对计算结果进行比较,实验前有意将几何中心偏离参考系原点,天线位置如图3所示.在初始状态下,阵列天线的几何中心在参考系下的坐标为(-500mm,-500mm),通过上述的校准方法计算出天线位置的调整量,进而移动天线以消除这一偏离量,使得远场相位分布最平坦.在实验中,模拟仿真得到的相位值可以精确到1°×10-15.在实际测量中,由于受测量精度的限制,读数精度有限,因此读数时取精度为0.1°和1°×10-3两种情况来作对比,计算结果记录在表1中.表1中校准误差定义为校准误差越小,校准精度越高.从表1 中的数据可以看出,当相位值的读数精度为0.1°时,阵列单元数较小的阵列校准误差较小.经过计算,3种阵列的横向校准误差都远小于纵向校准误差.当相位值的读数精度为1°×10-3时,3种阵列的校准误差都很小,且相差不多.图4是20元直线阵在校准前和校准后主瓣内相位分布,经校准,主瓣半功率波瓣宽度内相位值的最大最小差仅为0.1°.3 误差分析3.1 横向分量和纵向分量的校准精度在上面的实验中,计算值与理论值并不能完全重合,并且横向和纵向的校准精度差别很大,在此对其进行数学分析.在直角坐标系下,式(2)可表示为其中Ψ1(θ) 是已知量.当相位随角度变化时,式(7)两边对θ求导可得式(8)两边再分别对tm和zm求偏导可得式(9)表明tm和zm对Ψ2(θ)变化量的影响是不一样的.对于主瓣宽度较窄的阵列天线,即θ的取值都较小,tm对Ψ2(θ)变化量的影响要远大于zm对其的影响,即tm对Ψ2(θ)的变化量是敏感的,而zm相对不敏感;波束宽度越小,这种敏感度的差异越大.因此,对于窄波束的阵列天线,横向分量tm容易确定,而纵向分量zm 不易确定;随着波束的展宽,纵向的校准精度会显著提高.3.2 主瓣宽度对校准精度的影响在实验中,不同单元数阵列天线的校准误差差别较大,笔者推断是由主瓣半功率波瓣宽度不同造成的,以下给出分析过程.若在位置1时,阵列的相位中心位于参考系原点,则有Ψ1(θ)=C,式(7)可化为分别考虑 tm及 zm对Ψ2(θ) 相位值的影响,得可知tm主要造成主瓣内相位方向图的倾斜,zm主要造成主瓣内相位方向图的凹凸. 在半功率波束宽度θ3dB范围内,由t和z引起的Ψ(θ)的最大最小值的差Δ可分别表示为因此,可以推导出根据式(13),得出在不同的Δ下tm和zm随θ3dB的变化规律示于图5和图6.Δ与测量精度和读数精度有关.从图5和图6可以看出,当Δ不为零时,求出的相位中心并不是一个确定的点,而是一个范围,定义其为“视在相心区”,只要相位中心的偏差不超出这个范围,都可满足相位值的平坦分布.例如前节实验中的20元直线阵,主瓣宽度为4.56°,若要求Δ≤0.1°,则tm小于3.12mm,zm小于304mm即可.实验中得到的tm和zm均可较好地落入此区域,校准后的相位差也证明了这一点.此外,从图5和图6中还可看出,随着主瓣半功率波瓣宽度的展宽以及Δ减小,视在相心区都会逐渐缩小.可以预见,当Δ趋于0时,这个范围将缩小为一个点,即理想的相位中心.在实际测量中,测量精度是有限的,并且存在测量误差.对于阵列天线的窄波束,相位中心很难惟一确定,但通过文中测量方法得到的相位中心已经可使远场相位分布很平坦.若要提高校准精度,在波束宽度不再改变时,提高测量精度是关键.4 总结通过理论推导,笔者提出了一种根据相位测量值校准阵列天线相位中心的方法,并通过仿真实验对该方法进行了验证.实验结果表明,该方法可以有效地计算出相位中心的位置.对实验结果的误差分析表明,阵列天线相位中心的横向分量(tm)比纵向分量(zm)难确定,这主要是由阵列天线的窄波束造成的,但随着主瓣宽度的增加,校准精度会提高,同时,提高测量精度和读数精度也可以提高校准精度.参考文献：［1］袁宏伟，龚书喜，王文涛.一种分析大型阵列天线散射的新方法［J］. 西安电子科技大学学报，2010，37（1）：113-118. Yuan Hongwei，Gong Shuxi，Wang Wentao.New Method for Analysis of Scattering of the Large Array Antenna ［J］.Journal of Xidian University，2010，37（1）：113-118.［2］尚军平，傅德民，邓颖波. 天线相位中心的精确测量方法研究［J］. 西安电子科技大学学报，2008，35（4）：673-677.Shang Junping，Fu Demin，Deng Yingbo.Research on the Accurate Measurement Method for the Antenna Phase Center ［J］. Journal of Xidian University，2008，35（4）：673-677.［3］Cruz J L，Gimeno B，Navarro E A，et al.The Phase Center Position of a Microstrip Horn Radiating in an Infinite Parallel-Plate Waveguide ［J］.IEEE Trans on AP，1994，42（8）：1185-1188.［4］唐璞，李欣，王建，等. 计算天线相位中心的移动参考点法［J］. 电波科学学报，2005，20（6）：725-728. Tang Pu，Li Xin，Wang Jian，et al.Calculation of Phase Center for the Antenna with the Method of Moving Reference Point ［J］. Chinese Journal of Radio Science，2005，20（6）：725-728.［5］金元松，任晓飞，冀海鸣，等. 对数周期偶极子天线全空间可变相位中心［J］. 电波科学学报，2007，22（2）：229-233. Jin Yuansong，Ren Xiaofei，Ji Haiming，et al.Variable Phase Center of the Log-periodic Dipole Antenna in Full Space ［J］. Chinese Journal of Radio Science，2007，22（2）：229-233.［6］陈曦，傅光，龚书喜，等. 阵列天线相位中心的计算与分析［J］. 电波科学学报，2010，25（2）：330-335. Chen Xi，Fu Guang，Gong Shuxi，et al.Calculation and Analysis of Phase Center on Array Antennas ［J］.Chinese Journal of Radio Science，2010，25（2）：330-335.［7］梁昌洪. 从实验数据处理谈起［M］. 西安：西安电子科技大学出版社，1996：18-19.(编辑:郭华)doi：10.3969/j.issn.1001-2400.2011.03.023。

如何校正测绘仪器的误差导语：测绘仪器在测量过程中常常会出现误差，这些误差会对测绘数据的准确性产生重大影响。

因此，校正测绘仪器的误差是提高测绘工作质量的重要环节。

本文将从准确性评估、误差源分析、校正方法等方面探讨如何校正测绘仪器的误差。

一、准确性评估在校正测绘仪器之前，首先需要进行准确性评估，以确定测绘仪器的误差范围和类型。

准确性评估常常包括以下几个方面：1. 重复性：通过多次反复测量同一目标物，计算其重复测量的误差范围，从而判断测绘仪器的稳定性和重现性。

2. 线性误差：测绘仪器通常在不同范围内具有不同的线性误差。

通过使用具有已知长度的基准物，测量不同范围内的线性误差，并绘制误差曲线。

3. 零偏：测绘仪器在零点时可能会有一个固定的偏差，称为零偏。

为了评估零偏误差，可以将测绘仪器测量一个已知点或者基准物来确定。

二、误差源分析在校正测绘仪器之前，有必要对测绘仪器的误差源进行分析，了解误差的来源及其对测绘结果的影响。

常见的误差源有以下几个方面：1. 环境因素：例如温度、湿度等环境因素会对测绘仪器的精度和稳定性产生影响。

应该保持测绘仪器工作环境的稳定，并根据实际情况进行相应的校正。

2. 人为因素：操作人员的技术水平和经验也会对测绘仪器的测量结果产生影响。

因此，在校正测绘仪器之前，操作人员应受过相关培训，并具备一定的专业知识。

3. 设备磨损：长期使用会导致测绘仪器的部件磨损，从而降低其精度。

为了降低设备磨损的影响，定期进行维护保养，并根据实际需要更换关键部件。

三、校正方法校正测绘仪器的误差可以通过以下几种常见的方法进行：1. 零点校正：零点校正是最简单常见的校正方法之一。

通过测量一个已知点或基准物的坐标值，并与仪器测量的坐标值对比，计算出零点偏差，并进行相应调整。

2. 多点法校正：多点法校正是通过选择多个已知点，测量其坐标值，并与测绘仪器测量结果进行对比，进一步校正仪器误差。

3. 线性校正：线性校正是针对测绘仪器的线性误差进行校正。

共形天线阵元位置误差校正的辅助阵元法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述天线阵列在无线通信系统中广泛应用，具有方向性传输和接收信号的能力。

然而，由于安装和制造过程中的不完美，天线阵列中的各个阵元位置可能会存在一定的误差。

这些误差可能导致信号的传输和接收效果降低，甚至影响整个无线通信系统的性能。

因此，对于共形天线阵元位置误差的校正成为了一个重要的研究领域。

目前存在一些已有的方法来解决这个问题，但这些方法往往存在一定的局限性。

例如，某些方法对于大规模天线阵列的误差校正效果不佳，或者需要消耗较多的计算资源与时间。

为了解决这些问题，本文引入了辅助阵元法作为共形天线阵元位置误差校正的辅助手段。

辅助阵元法通过引入额外的独立阵元，利用其位置信息对天线阵列位置误差进行校正。

相比于传统的方法，辅助阵元法具有一定的优势，例如减小了系统对阵元位置精确度的要求，并且适用于大规模天线阵列的误差校正。

本文的主要目的是介绍辅助阵元法的原理、优势以及应用场景，并通过实验设计与结果分析来验证其有效性。

通过这些内容的探讨，本文旨在为共形天线阵元位置误差校正提供一种新的解决方案，并对这一研究领域的未来发展做一定的展望。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写:文章结构为了系统地讨论共形天线阵元位置误差校正的辅助阵元法，本文将按照以下结构进行叙述。

首先，在引言部分简要概述研究的背景和意义，以及本文的目的。

然后，正文部分分为三个主要部分进行阐述。

第一个部分是共形天线阵元位置误差校正的问题描述，通过对该问题的细致分析，为后续讨论奠定基础。

第二个部分介绍辅助阵元法的原理，其中包括基本原理、优势以及应用场景的介绍，以便读者能够全面了解辅助阵元法的工作原理及其适用性。

最后一个部分是实验设计与结果分析，详细介绍了本研究中所采用的实验设计，并通过对实验数据的收集与处理进行结果分析和讨论。

最后，在结论部分，总结了研究的主要发现，并对共形天线阵元位置误差校正的启示进行了探讨。

波达方向估计中阵列幅相误差校正技术近年来在雷达、声纳、移动通信等多个领域中,高分辨率的空间谱估计算法得到了广泛的应用,理论与实际应用均表明,当阵列为理想模型的情况下,算法性能十分优越,但是当阵列存在误差时,性能将明显下降,甚至失效。

在实际应用中由于生产工艺和施工技术等方面的原因,阵列误差往往很难避免,特别是在地面阵列中,大多数阵列误差皆可归结为幅度和相位的误差,因此阵列幅相误差条件下的波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计算法研究具有重要的现实意义。

本文针对普遍存在的阵列幅相误差,基于子空间类算法和人工鱼群(Artificial Fish-Swarm Algorithm,AFSA)、匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法探索DOA估计的误差校正方法。

本文主要工作内容如下：1、建立了阵列模型和幅相误差模型,分析了阵列幅相误差对子空间类DOA估计算法的影响。

2、设计了基于子空间类算法的均匀线阵幅相误差自校正方法,该方法在考虑均匀线阵数据协方差矩阵结构特征的同时借助迭代运算校正误差,无需初始值,实现较简单,估计效果良好。

针对均匀圆阵中辅助源信号设置存在偏差的情况,设计了幅相误差有源校正方法,此方法在一定程度上降低了传统有源校正方法对辅助源信号精确度的要求,校正效果良好。

3、改进了人工鱼群算法,并将其与匹配追踪算法相结合,从而解决了幅相误差和波达方向角参数的联合估计问题,实现了均匀线阵和均匀圆阵幅相误差自校正,将方法推广到宽带线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号DOA估计的幅相误差校正中去。

以上自校正方法无需参数初始值,误差校正范围较大,能够较准确的估计出阵列的误差参数和到达角度,特别是在低信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR).情况下仍具有良好的校正和估计效果。

同主题文章[1].张良，靖季洛. 固态有源相控阵雷达的幅相误差影响分析及其校准方法研究（上）' [J]. 现代雷达. 1995.(06)[2].固态有源相控阵雷达的幅相误差影响分析及其校准方法研究（下）' [J]. 现代雷达. 1996.(01)[3].陈伯孝,张守宏. 阵元幅相误差对综合脉冲孔径雷达测角精度的影响' [J]. 雷达科学与技术. 1996.(03)[4].罗永健,张守宏,俞根苗. 正交双通道幅相误差的两种校正方法' [J]. 西安电子科技大学学报. 2001.(04)[5].李颖,黄晓涛,周智敏. 幅相误差对均匀圆阵列系统性能的影响' [J]. 雷达科学与技术. 2005.(02)[6].陆必应,梁甸农. 大时带积线性调频信号源幅相误差分析与校正' [J]. 现代雷达. 2004.(10)[7].王布宏,王永良,陈辉. 多径条件下基于加权空间平滑的阵元幅相误差校正' [J]. 通信学报. 2004.(05)[8].邱力军,周智敏,梁甸农. 幅相误差对稀疏阵天线性能的影响' [J]. 国防科技大学学报. 1998.(01)[9].王良军,张长耀. 一种合成孔径雷达正交解调误差校正方法' [J]. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2004.(08)[10].徐青,陶海红,廖桂生. 基于GA的阵列幅相误差校正新方法' [J]. 系统工程与电子技术. 2006.(05)【关键词相关文档搜索】：信号与信息处理; 阵列幅相误差; 波达方向估计; 子空间类算法; 人工鱼群算法; MP算法【作者相关信息搜索】：西南交通大学;信号与信息处理;王建英;杨璋;。