船载角跟踪系统船摇模拟器设计*

兰宏志

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

0 引 言

舰船在海洋中航行会受到海洋气象环境的影响发生摇荡，如果能够依据航海数据分析建模，模拟舰船等设备在受到风浪等海洋气象环境影响时船身发生摇荡对角跟踪系统的影响，并在系统设计中预先采取相应措施加以应对，提前验证并改善系统的适应能力，可以有效规避真实场景下不希望出现的情况[1]。如何逼真地模拟复杂海洋环境中发生船摇时对角跟踪系统性能的影响，已公开的资料很少见到相关论述，市面上也很少见到相关产品。

本文根据横摇、纵摇、艏摇等船摇信息建模，设计了一种船载角跟踪系统模拟器，通过对无船摇影响的位置矢量进行欧拉角旋转，求得受船摇影响的位置矢量，再利用矩阵变换解算出受船摇因素影响的仿真参数，实现船载角跟踪系统模拟器对船摇的模拟。

1 船载角跟踪系统船摇模拟的原理及组成

1.1 模拟船摇的原理

角跟踪系统的机理是，天线馈源输出的和差信号幅度差反应了天线指向与目标之间的角度差，船载设备会因船体的摇荡影响天线与目标的对准[2]。船载角跟踪系统模拟器接收操作界面输入、预存经验数据或者从陀螺仪实时送来的船摇信息[3]，根据欧拉角旋转求出受船摇影响的仿真参数，通过数控衰减器及相位调节器按天线方向图来控制和差信号的幅度(功率)和相位，模拟产生在船摇影响下天线指向与目标之间的角度差对应的和路与差路信号之间的幅度及相位关系，也即模拟天伺馈产生的和差信号，从而模拟船摇对其跟踪性能的影响，其原理框图如图1所示。……