Анализ погрешностей и оптимизация приемного тракта бортовой лазерной локационной аппаратуры при измерении средних дальностей до космических объектов

3 / 14

Анализ погрешностей и оптимизация приемного тракта бортовой лазерной локационной аппаратуры…
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 4 117
Зависимость погрешности измерений дальности от параметров прием-
ного тракта ЛЛС. Времяпролетный метод дальнометрии основан на измерении
времени прохождения импульса зондирующего излучения до пассивного КА и
обратно
з ,
2
ct D
 (1)
где с = 3 · 108 м/с — скорость света в вакууме; tз — время задержки импульса
сигнала.
Погрешность измерений дальности ЛЛС в космическом пространстве
определяется суммой нескольких слагаемых:
2 2 2 2д в н ,
D t          (2)
где t — погрешность, обусловленная ошибкой определения момента прихода
отраженного сигнала; д — погрешность, обусловленная дискретностью изме-
рителя временных интервалов (ИВИ); в — погрешность, обусловленная вари-
ациями периода дискретизации, вызванными несинфазностью стартового и
стоп-импульсов тактовой частоты; н — погрешность, обусловленная неста-
бильностью генератора тактовой частоты в ИВИ.
В случае приема фотодетектором отраженного импульса на фоне случай-
ных шумов происходит случайное изменение амплитуды и смещение во време-
ни полезного сигнала. Потенциальная погрешность момента прихода отражен-
ного сигнала определяется отношением сигнал/шум и шириной полосы пропус-
кания [6]
и
t
t
fq
 

, (3)
где tи — длительность импульса; Δf — ширина полосы пропускания; q — отно-
шение сигнал/шум.
Если полоса пропускания согласована с шириной спектра сигнала, тогда
и
2
f
t
  . (4)
Потенциальную погрешность измерения дальности можно записать как [6]
1 .
2 D
c
f q
 

(5)
Отношение сигнал/шум
c
ш
i q
i
 (6)
представляет собой отношение тока сигнала iс к шумовому току i ш фотодетек-
тора.