测量船船摇前馈数据处理方法研究及应用

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1、第30卷第2期2011年4月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnoIogyV01．30No．2Apr．2011测量船船摇前馈数据处理方法研究及应用。王恒，李永刚，陈亮，李生平(中国卫星海上测控部·江苏江阴·214431)摘要：船摇前馈是航天测量船稳定性设计方法之一。实践证明，船摇前馈对改善系统误差有益，目标速度前馈特别是加速度前馈的改善效果要比船摇前馈的好。分析原因，一方面是目标相对船摇来说变化慢，低频分量多，滤波后能够比较准确地得到所要的值，前馈精度也就高；另

2、一方面是船摇前馈值特别是加速度前馈比较难以准确获得。因此，准确地计算前馈量，是补偿测量设备伺服系统滞后造成的误差，达到高精度地跟踪目标的关键之一。本文详细给出了船摇前馈量的具体计算公式，并在卫星发射任务中进行了应用和验证。关键词：船摇；前馈；处理方法中图分类号：V557文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)02一0064一06ProcessingoftheShakingFeedforwardDataofSpaceInstrumentationShipsWANGHeng，LlYon

3、ggang，CHENLiang，LIShengping(ChinaSatelliteMaritimeTT&CDepartment，Jiangyin，JiangsuProvince214431)Abstract：Ship—shakingfeedforwardisatrackirlgandcontrolvesselstabilizationdesignmethodanditisfield—proventobebeneficialtoimprovementofsystemerror．Feedforwa

4、rdonobjectspeed，especiallyaccelerationfeedfonvard，isbetterthanfeedforwardonshiprshakingintheimprovement．Tworeasonsresultinthis．First，objectflightchangeisslowerthanshiprshakingchangeandhasmorelowfrequencycomponentsandthusprovidesforhigherpre—cisiondat

5、afonowingfiltering．Second，ship—shakingfeedforward，especiallyaccelerationfeedforward，ismorediffi—culttocalculateaccurately．Therefore，accuratecalculationoffeedforwardisthekeytocompensateforerl’orscausedbyservosystemiagandtoreaIizehighaccuracytrackingof

6、anobject．EquationsarepresentedfbrcaIcuIationofshiprshakingfeedforwardandtheyareval．datedthroughapp“cationinsatellitelaunchsupportmissions．Keywords：Ship．Shaking；Feedforward；DataProcessingMethodO引言陆上测控设备的基座是固定的，只有目标相对基座的角运动。测量船在海上受风浪影响不停地运动，船载雷达随船体也在不停

7、地运动，对航天器进行跟踪测量时，除了目标的相对角运动外，船摇也引起视轴相对目标的角运动，因此船载设备的运动情况要比陆站设备复杂得多，测量设备的视轴稳定性设计成为关键问题。目前，一般采用j级稳定措施[1]。第一级稳定是通过选择船体的主尺度、线型以及采用各种减摇措施，以保证船摇角小于规定值；第二级稳定是在船舶稳定的基础上设置船舶稳定平台；第三级稳定是通过设备自身的伺服系统来稳定天线。对于在船摇情况下跟踪快速目标的伺服系统而言，速度和加速度都很大。但为保证较高的指向精度采用了大口径天线，伺服带宽受到很

8、大限制，相应速度常数、加速度常数也不能高，跟踪时的滞后误差就较大，甚至有丢失目标的可能。为此，采用前馈技术，即提前给系统馈人一个加工处理的信号，使系统提前运动，以此补偿系统滞后造成的误差。调整提前量使之刚好等于滞后量，天线就可以准确指向目标位置，从而达到高精度、高速度跟踪目标的目的。为了进一步提高前馈稳定技术对船摇扰动的隔离效果，本文经过推导给出准确的速度前馈量和加·牧稿日期：2010一07—26；修曰日期：2010—11—08第一作者简介：王恒(1969一)，男，本科，高级工程师．主要从事海上