SÁCH - Kỹ thuật Radar và định vị bằng vệ tinh (Đỗ Trọng Tuấn Cb)


Giáo trình “Kỹ thuật Radar và định vị bằng vệ tinh” bao gồm hai phần. Phần một trình bày về kỹ thuật Radar, tập trung giới thiệu các vấn đề cơ bản về Radar: đặc điểm mục tiêu Radar, phương pháp xác định tham số mục tiêu Radar, kỹ thuật quan sát không gian, cấu trúc, nguyên lý hoạt động của trạm Radar và ứng dụng. Giáo trinh cung cấp kiến thức nền tàng về lý thuyết phân tích và thiết ke hẹ thống Radar cho sinh viên ngành điện tử viễn thông. Ngoài ra giáo trình còn đưa ra các ví dụ và bài tập dưới dạng toán học cũng như sử dụng phần mềm Matlab giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận lý thuyết và thực hành qua phần mềm mô phỏng.

Phần hai của giáo trình giơi thiệu về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu gồm hộ thống GPS và hệ thống G ALILEO . Phần này cung cấp các kiến thức nền tảng về kỹ thuật định vị sử dụng vệ tinh và các hệ thống tăng cường định vị vệ tinh bố trí trên mặt đất, trên máy bay hoặc trong không gian.

NỘI DUNG:

PHÀN I. KỸ THUẬT RADAR
C h ư ơ n g 1 . TỔ NG Q UAN VÈ R A D A R .................................................................7
1.1. Khái nỉệm.....................................................................................................7
1.2. Mục tỉêu Radar............................................................................................8
1 2.1. Khái niệm .................................................................................... ..8
1.2.2. Tham số mục tiêu Radar trong hệ tọa độ hai chiều...................... 9
1.2.3. Tham số mục tiêu Radar trong hệ tọa độ ba chiều....................... 9
1.3. Tằn số Radar.............................................................................................10
1.4. Cự ly Radar...............................................................................................14
1.5. Độ phân giải cự ly.....................................................................................17
1.6. Tần số Doppler.......................................................................................... 19
1.7. Phân loại Radar.........................................................................................25
1.7.1. Phân loại theo tính năng ứng dụng.............................................. 25
1.7.2. Phân loại theo cách thu thập thông tin từ phía mục tiê u ............ 25
1.7.3. Phân loại theo phương thức bức xạ tín hiệu...............................26
1.7.4. Phân loại theo vị trí điểm đặt máy phát và máy thu của hệ thống
Radar.............. .......................... ..................... .................. :.........27
1.7.5. Phân loại theo ứng dụng............................................................... 28
1.8. Nguyên lý nhận tin tức về mục tiêu Radar............................................. 29
1.8.1. Xử lý cấp 1 - Phát hiện mục tiêu................................................ 29
1.8.2. Xử lý cấp 2 - Đo đạc tham số mục tiêu Radar.............................31
1.8.3. Xử lý cấp 3 - Phân biệt mục tiêu...................................................33
1.8.4. Xử lý cấp 4 - Hỏi đáp, nhận biết mục tiêu.................................... 34
1.9. Tính năng ứng dụng và kỹ thuật cùa một trạm Radar.......................... 35
1.9.1. Tính năng ứng dụng...................................................................... 35
1.9.2. Tính năng kỹ thuật........................................................................ 36
1.10. ứng dụng kĩ thuật Radar trong ngành điện tử hàng không.............. 36
1.10.1. Nhiệm vụ và chức năng chính của điện tử hàng khồng.......... 36
1.10.2. Mô hình một tuyến b a y .............................................................. 38
Bài tậ p ...............................................................................................................40
C h ư ơ n g 2. PH Ư Ơ N G TRÌNH R A D A R .............................................................. 41
2.1. Hiện tượng bức xạ thứ cấp........................................
2.2. Đặc trưng của mục tiêu Radar................................................................42
2.3. Diện tích phản xạ hiệu dụng RCS........................................................... 43
2.4. Diện tích phản xạ hiệu dụng Radar của một số đối tượng cơ b ả n .....46
2.4.1. Bề mặt hình cầu............................................................................ 46
2.4.2. Bề mặt Ellipsoid............................................................................ 48
2.4.3. Khảo sát RCS của tấm phẳng tròn.............................................. 49
2.4.4. Hình nón cụt.................................................................................. 50
2.4.5. Hình trụ ................................
2.5. Đức xạ thứ cấp của mục tiêu thực tế ..................................................... 54
2.6. Phương trình Radar.................................................................................55
2.6.1. Phương trình Radar chủ động sơ cấp.......................................55
2.6.2. Khảo sát phương trình Radar băng mô phỏng........................... 59
2.6.3. Một số ví dụ tính toán................................................................... 60
Bài tập........ ...................................................................................................... 62
C h ư ơ n g 3. KIẾN TRÚC V À NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG R A D A R ................. 64
3.1. Radar sơ cấp.............................................................................................64
3.1.1. Mô hình, sơ đồ khối Radar sơ cấp tập trung bứcxạ xung........64
3.1.2. Biểu đồ thời gian và nguyên lý làm việc của Radar.....................66
3.2. Radar thứ c ấ p ...........................................................................................69
3.2.1.Sơ đồ khối hệ thống..................................................................... 70
3.2.2. Nguyên lý làm việc....................................................................... 71
3.3. Quan sát mục tỉêu Radar.........................................................................75
3.3.1. Không gian quan sát..................................................................... 75
3.3.2. Chu kỳ quét cánh sóng Tqcs và vận tốc quét cánh sóng Vqcs ..77
C h ư ơ n g 4. XÁC ĐỊNH THAM SỐ MỤC T IÊ U ..................................................80
4.1. Đo tham số cự ly .....................................................................................80
4.1.1. Các phương pháp đo cự ly ........................................................... 80
4.1.2. Phương pháp pha......................................................................... 82
4.1.3. Phương pháp tần s ố ..................................................................... 83
4.1.4. Đo cự ly bằng phương pháp xung................................................90
4.1.5. So sánh các phương pháp đo cự ly..............................................98
4.2. Đo vận tốc xuyên tâm...............................................................................98
4.2.1. Đo vận tốc xuyên tâm bằng máy đo vận tốc theoquán tính..... 98
4.2.2. Đo vận tốc xuyên tâm từ Radar.................................................... 98
PHÀN íi. KỸ THUẬT ĐỊNH VỊ BÀNG VỆ TINH
C h ư ơ n g 5. CÁC PH Ư Ơ N G PHÁP ĐỊNH VỊ BẢNG VỆ T IN H ....................100
5.1. Sơ lư ợ c phép định vị bằng vệ tin h ................................................... 101
5.2. Nguyên lý đo cự ly trong phép định vị vệ tinh..................................... 103
5.2.1. Các khái niệm và nguyên lý cơ bản............................................. 103
5.2.2. Phương pháp trnyền sóng điện từ ................................................. 104
5.2.3. Phương pháp đo giả cự ly.............................................................. 106
5.2.4. Phương pháp đo sóng mang liên tục............................................. 108
5.2.5. Phương pháp đo pha phách sóng mang........................................ 111
5.3. Các nguồn sai số...................................................................................113
5.3.1. Đồng hồ vệ tinh..............................................................................114
5.3.2. Đồng hồ máy thu............................................................................114
5.3.3. Sai số quĩ đạo vệ tinh.................................................................... 115
5.3.4. Sai số do tầng điện ly.................................................................... 115
5.3.5. Sai số do tầng đối lưu................................................................... 116
5.3.6. Nhiễu đa đường........................................................................... 116
5.3.7. Các sai số ở máy thu.................................................................... 116
5.3.8. Mức suy giảm độ chính xác hình học (GDOP)............................... 116
5.3.9. Sai số nhân tạo do sử dụng tính chọn lọc (Selective Availablility)....117
5.4. Câu hỏi ôn tậ p ................................................................................... 117
C h ư ơ n g 6. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH TO ÀN CẢU G P S ................... 118
6.1. Khái quát về hệ thống GPS...................................................................118
6.2. Chức năng và quỹ đạo vệ tin h ............................................................. 120
6.3. Cấu trúc tín hiệu GPS........................................................................... 120
6.4. Đặc tính của tín hiệu GPS.....................................................................121
6.5. Phương pháp tạo mã C/A.....................................................................122
6.6. Bản tin dẫn đường GPS........................................................................123
6.7. Dịch ỉần Doppler................................................................................ …126
6.8. Câu hỏi ôn ỉậ p ........................................................................................127
C h ư ơ n g 7. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH TOÀN CÀU G A L IL E O ............. 128
7.1. Giới thiệu về hệ thống.......................................................................... 128
7.1.1. Khái quát chung.......................................;
7.1.2. Các dịch vụ cho người sử dụng................................................ 129
7.2. Tín hiệu Galileo..................................................................................... 129
7.3. Phương thức điều chế BOC................................................................. 132
7.4. Cấu trúc bản tin G alileo........................................................................134
7.5. Câu hỏi ôn tập........................................................................................ 135
C h ư ơ n g 8. CÁC HỆ TH Ố N G TĂNG CƯ ỜNG ĐỊNH VỊ VỆ T IN H ......... …136
8.1. Khái quát chung..................................................................................... 136
8.2. Hệ thống tăng cường trên máy bay ABAS.......................................... 136
8.2.1. Chức năng của hệ thống ABAS................................................ 136
8.2.2. Đánh giá hệ thống ABAS.......................................................... 137
8.3. Hệ thống tăng cường trên mặt đắt GBAS........................................... 137
8.3.1. Chức nă n g ..................................................................................137
8.3.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động.............................................. 138
8.3.3. Cấu trúc dữ liệu GBAS........ ..................................................... 139
8.3.4. Đánh giá hệ thống GBAS............................................................140
8.4. Hệ thống tăng cường không gian SBAS............................................. 140
8.4.1. Chức nă n g ..................................................................................141
8.4.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động.............................................. 141
8.4.3. Cấu trúc dữ liệu...........................................................................154
8.4.4. Các phương thức áp dụng dữ liệu SBAS................................. 156
8.4.5. Đánh giá hệ thống..........................................................................171
8.4.6. Việc thực hiện và áp dụng hệ thống SBAS trên thế giới.................172
TÀI LIỆU TH AM K H À O .......................................................................................175
DANH MỤC CHỬ VIẾ T TÁ T ............................................................................... 176

LINK DOWNLOAD


Giáo trình “Kỹ thuật Radar và định vị bằng vệ tinh” bao gồm hai phần. Phần một trình bày về kỹ thuật Radar, tập trung giới thiệu các vấn đề cơ bản về Radar: đặc điểm mục tiêu Radar, phương pháp xác định tham số mục tiêu Radar, kỹ thuật quan sát không gian, cấu trúc, nguyên lý hoạt động của trạm Radar và ứng dụng. Giáo trinh cung cấp kiến thức nền tàng về lý thuyết phân tích và thiết ke hẹ thống Radar cho sinh viên ngành điện tử viễn thông. Ngoài ra giáo trình còn đưa ra các ví dụ và bài tập dưới dạng toán học cũng như sử dụng phần mềm Matlab giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận lý thuyết và thực hành qua phần mềm mô phỏng.

Phần hai của giáo trình giơi thiệu về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu gồm hộ thống GPS và hệ thống G ALILEO . Phần này cung cấp các kiến thức nền tảng về kỹ thuật định vị sử dụng vệ tinh và các hệ thống tăng cường định vị vệ tinh bố trí trên mặt đất, trên máy bay hoặc trong không gian.

NỘI DUNG:

PHÀN I. KỸ THUẬT RADAR
C h ư ơ n g 1 . TỔ NG Q UAN VÈ R A D A R .................................................................7
1.1. Khái nỉệm.....................................................................................................7
1.2. Mục tỉêu Radar............................................................................................8
1 2.1. Khái niệm .................................................................................... ..8
1.2.2. Tham số mục tiêu Radar trong hệ tọa độ hai chiều...................... 9
1.2.3. Tham số mục tiêu Radar trong hệ tọa độ ba chiều....................... 9
1.3. Tằn số Radar.............................................................................................10
1.4. Cự ly Radar...............................................................................................14
1.5. Độ phân giải cự ly.....................................................................................17
1.6. Tần số Doppler.......................................................................................... 19
1.7. Phân loại Radar.........................................................................................25
1.7.1. Phân loại theo tính năng ứng dụng.............................................. 25
1.7.2. Phân loại theo cách thu thập thông tin từ phía mục tiê u ............ 25
1.7.3. Phân loại theo phương thức bức xạ tín hiệu...............................26
1.7.4. Phân loại theo vị trí điểm đặt máy phát và máy thu của hệ thống
Radar.............. .......................... ..................... .................. :.........27
1.7.5. Phân loại theo ứng dụng............................................................... 28
1.8. Nguyên lý nhận tin tức về mục tiêu Radar............................................. 29
1.8.1. Xử lý cấp 1 - Phát hiện mục tiêu................................................ 29
1.8.2. Xử lý cấp 2 - Đo đạc tham số mục tiêu Radar.............................31
1.8.3. Xử lý cấp 3 - Phân biệt mục tiêu...................................................33
1.8.4. Xử lý cấp 4 - Hỏi đáp, nhận biết mục tiêu.................................... 34
1.9. Tính năng ứng dụng và kỹ thuật cùa một trạm Radar.......................... 35
1.9.1. Tính năng ứng dụng...................................................................... 35
1.9.2. Tính năng kỹ thuật........................................................................ 36
1.10. ứng dụng kĩ thuật Radar trong ngành điện tử hàng không.............. 36
1.10.1. Nhiệm vụ và chức năng chính của điện tử hàng khồng.......... 36
1.10.2. Mô hình một tuyến b a y .............................................................. 38
Bài tậ p ...............................................................................................................40
C h ư ơ n g 2. PH Ư Ơ N G TRÌNH R A D A R .............................................................. 41
2.1. Hiện tượng bức xạ thứ cấp........................................
2.2. Đặc trưng của mục tiêu Radar................................................................42
2.3. Diện tích phản xạ hiệu dụng RCS........................................................... 43
2.4. Diện tích phản xạ hiệu dụng Radar của một số đối tượng cơ b ả n .....46
2.4.1. Bề mặt hình cầu............................................................................ 46
2.4.2. Bề mặt Ellipsoid............................................................................ 48
2.4.3. Khảo sát RCS của tấm phẳng tròn.............................................. 49
2.4.4. Hình nón cụt.................................................................................. 50
2.4.5. Hình trụ ................................
2.5. Đức xạ thứ cấp của mục tiêu thực tế ..................................................... 54
2.6. Phương trình Radar.................................................................................55
2.6.1. Phương trình Radar chủ động sơ cấp.......................................55
2.6.2. Khảo sát phương trình Radar băng mô phỏng........................... 59
2.6.3. Một số ví dụ tính toán................................................................... 60
Bài tập........ ...................................................................................................... 62
C h ư ơ n g 3. KIẾN TRÚC V À NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG R A D A R ................. 64
3.1. Radar sơ cấp.............................................................................................64
3.1.1. Mô hình, sơ đồ khối Radar sơ cấp tập trung bứcxạ xung........64
3.1.2. Biểu đồ thời gian và nguyên lý làm việc của Radar.....................66
3.2. Radar thứ c ấ p ...........................................................................................69
3.2.1.Sơ đồ khối hệ thống..................................................................... 70
3.2.2. Nguyên lý làm việc....................................................................... 71
3.3. Quan sát mục tỉêu Radar.........................................................................75
3.3.1. Không gian quan sát..................................................................... 75
3.3.2. Chu kỳ quét cánh sóng Tqcs và vận tốc quét cánh sóng Vqcs ..77
C h ư ơ n g 4. XÁC ĐỊNH THAM SỐ MỤC T IÊ U ..................................................80
4.1. Đo tham số cự ly .....................................................................................80
4.1.1. Các phương pháp đo cự ly ........................................................... 80
4.1.2. Phương pháp pha......................................................................... 82
4.1.3. Phương pháp tần s ố ..................................................................... 83
4.1.4. Đo cự ly bằng phương pháp xung................................................90
4.1.5. So sánh các phương pháp đo cự ly..............................................98
4.2. Đo vận tốc xuyên tâm...............................................................................98
4.2.1. Đo vận tốc xuyên tâm bằng máy đo vận tốc theoquán tính..... 98
4.2.2. Đo vận tốc xuyên tâm từ Radar.................................................... 98
PHÀN íi. KỸ THUẬT ĐỊNH VỊ BÀNG VỆ TINH
C h ư ơ n g 5. CÁC PH Ư Ơ N G PHÁP ĐỊNH VỊ BẢNG VỆ T IN H ....................100
5.1. Sơ lư ợ c phép định vị bằng vệ tin h ................................................... 101
5.2. Nguyên lý đo cự ly trong phép định vị vệ tinh..................................... 103
5.2.1. Các khái niệm và nguyên lý cơ bản............................................. 103
5.2.2. Phương pháp trnyền sóng điện từ ................................................. 104
5.2.3. Phương pháp đo giả cự ly.............................................................. 106
5.2.4. Phương pháp đo sóng mang liên tục............................................. 108
5.2.5. Phương pháp đo pha phách sóng mang........................................ 111
5.3. Các nguồn sai số...................................................................................113
5.3.1. Đồng hồ vệ tinh..............................................................................114
5.3.2. Đồng hồ máy thu............................................................................114
5.3.3. Sai số quĩ đạo vệ tinh.................................................................... 115
5.3.4. Sai số do tầng điện ly.................................................................... 115
5.3.5. Sai số do tầng đối lưu................................................................... 116
5.3.6. Nhiễu đa đường........................................................................... 116
5.3.7. Các sai số ở máy thu.................................................................... 116
5.3.8. Mức suy giảm độ chính xác hình học (GDOP)............................... 116
5.3.9. Sai số nhân tạo do sử dụng tính chọn lọc (Selective Availablility)....117
5.4. Câu hỏi ôn tậ p ................................................................................... 117
C h ư ơ n g 6. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH TO ÀN CẢU G P S ................... 118
6.1. Khái quát về hệ thống GPS...................................................................118
6.2. Chức năng và quỹ đạo vệ tin h ............................................................. 120
6.3. Cấu trúc tín hiệu GPS........................................................................... 120
6.4. Đặc tính của tín hiệu GPS.....................................................................121
6.5. Phương pháp tạo mã C/A.....................................................................122
6.6. Bản tin dẫn đường GPS........................................................................123
6.7. Dịch ỉần Doppler................................................................................ …126
6.8. Câu hỏi ôn ỉậ p ........................................................................................127
C h ư ơ n g 7. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH TOÀN CÀU G A L IL E O ............. 128
7.1. Giới thiệu về hệ thống.......................................................................... 128
7.1.1. Khái quát chung.......................................;
7.1.2. Các dịch vụ cho người sử dụng................................................ 129
7.2. Tín hiệu Galileo..................................................................................... 129
7.3. Phương thức điều chế BOC................................................................. 132
7.4. Cấu trúc bản tin G alileo........................................................................134
7.5. Câu hỏi ôn tập........................................................................................ 135
C h ư ơ n g 8. CÁC HỆ TH Ố N G TĂNG CƯ ỜNG ĐỊNH VỊ VỆ T IN H ......... …136
8.1. Khái quát chung..................................................................................... 136
8.2. Hệ thống tăng cường trên máy bay ABAS.......................................... 136
8.2.1. Chức năng của hệ thống ABAS................................................ 136
8.2.2. Đánh giá hệ thống ABAS.......................................................... 137
8.3. Hệ thống tăng cường trên mặt đắt GBAS........................................... 137
8.3.1. Chức nă n g ..................................................................................137
8.3.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động.............................................. 138
8.3.3. Cấu trúc dữ liệu GBAS........ ..................................................... 139
8.3.4. Đánh giá hệ thống GBAS............................................................140
8.4. Hệ thống tăng cường không gian SBAS............................................. 140
8.4.1. Chức nă n g ..................................................................................141
8.4.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động.............................................. 141
8.4.3. Cấu trúc dữ liệu...........................................................................154
8.4.4. Các phương thức áp dụng dữ liệu SBAS................................. 156
8.4.5. Đánh giá hệ thống..........................................................................171
8.4.6. Việc thực hiện và áp dụng hệ thống SBAS trên thế giới.................172
TÀI LIỆU TH AM K H À O .......................................................................................175
DANH MỤC CHỬ VIẾ T TÁ T ............................................................................... 176

LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: