激光接收概率与跟踪系统参数的选择中科院光电所马佳光法:在激光测距或跟踪系统中,由于激光束其中,(i)二O+△0(t),,较窄因而跟踪系统特性对激光接收概率有:(t)=0,一八0(t)。很大影响有关文献〔1〕对此问题做了深入显然对于二方向,当目标处于视场右边,,的分析这里拟从跟踪系统在随机干扰作用缘0,处并且随机误差变化率八毗(t)大于。卜下丢失目标来研究激光接收概率间题本文或等于0:(t)的变化率以(t)时,目标将从提出可用二阶振荡环节的频率特性模拟一般视场右边缘逸出;反之,当目标处于左边缘跟踪系统的闭环频率特性,由此推导了激光一O,处,△0二(t)小于或等于一0互(t),目标接收概率与跟踪系统的误差及带宽的关系也将逸出,故目标丢失条件为:式,并根据这些式子讨论了跟踪系统参数的。选择方法{北:二豁:、长一目标丢失的{:北二默{平均数N次当△O式t)为平稳随机过程(例如高斯,:。,设一目标在跟踪系统视场士0,之内(图白噪声)则在t至t期间内跟踪系统:1),跟踪误差AO为系统误差八氏(了)及随丢失目标次数的数学期望值为(见文献2)。,机误差△0(t)之和即、一·p一J。△0才=△O才+AgtJ协去()()()汀镰()+一。一、份魂石)一(聋)一二一d,可鲜、l(1)\杯一2中:/,其中小。为随机误差相关函数的初值,亦即随机误差的均方根值;小:为随机误差相关函数的二阶导数的初值,a:=8,(才);a:=:t;图1跟踪系统视场0()’FX一·d·2,:()()当目标在视场之内应满足下列不等式j丁月,,月一8<△0(t)+么O(t)<0一一,。才,或者0(t)<AO()<O(t)本刊一979年1月收到勺、。、:才,t:分别为起始与终了时间将(4)(5)及F值代入(l)式得r如不进行简化,文献〔2〕作者提出的公一当鱼卫立北。2式(1)是很难应用的为此我们提出两点.月铭,刁J刁,“_,一9+AO()ex二鱼吞旦简化第一用振荡环节频率特性模拟跟踪系X一一一-+P‘夕兰p一一石二石一一202统的闭环频率特性,第二假定系统误差△氏6。()才不,即AO,才=△0,()值变():,,式(6)给出了在(t一t)时间间隔内当一型系图2,在个典的二阶跟踪统中(),滋系统误差固定不变时跟踪系统视场土0内其闭环频率特性为:(指二或y一个坐标方向)目标丢失次数的。乏。。二3万(j)2()平均值(j。)+2屯j。+。器、二跟lW(j叼踪系统参数二丫落。豢炸噩,l与激光接收概率.入(‘)叭咋调整精度对接收概率的影响在文献1中哎O)已研究,这里我们假定激光发射光轴与接收二阶系及其频率特性,图2统光轴是平行的因而只要目标处于激光束阂。:,。其中:仁为阻尼比,。,为无阻尼自然频率值角0之内就可以收到回波(见文献1)。:显然此系统相当于一个振荡环节虽然所以我们可以通过研究闭值角e内目标丢。,堵一般的跟踪系统传递函数比较复杂但其闭失平均次数来分析丢失概率及接收概率将汉,:环频率特性大都是有一对共扼复数闭环主导(6)式中0换成0得,因而二系大。极点频率响应曲线形状与阶统。t:一t,:(),N=致相同所以我们可用振荡环节的频率特性2兀。J,’,3一z一一么氏(即式)来模拟一般跟踪系统的闭环特性(O了\9)(0一尸习十exp万a、洒沪一在附录中我们根据这个观点推导了随机误差Z—白。、7相关函数及其导数的表达式,其中小小:分(),:上式为回一坐y丢别为激光波在个标方向(或)。次秒,。:失次数的平均值若激光发射频率为f/小一丛通一a(4)井:、:,,t一tt一t任S丛则在()时间内发射总次数为f():中:=一aZ。之(5)回波丢失概率为:。0.其中小式为随机干扰的频谱密度‘,口)尸==0一些二,一当系统误差是变量时(2)式积分只能八t厂tl)2f,,,二:,名:,2作近似求解若△et(t)=△0常量则一(0+八0)一(0一八0)xp-202-宁p2aex2aa二=;二o一一(8)。:。、(卜匀。月一一;图3是根据上式绘出的丢失概率曲线(动价由(8)式可以看出它类似两个高斯分布概率rl了‘、、/。,一a二密度曲线之和但这里应特别强调一点是F:杯一2小)上面有关的分析都是假定目标原来在视场之内,0式或0:)是大于△e,的,因此此曲线没有e:<△0,部分,也就是闭值角要大于固定。的系统误差,实际应用也满足这个条件