直升機(jī)因具有可在較小空間區(qū)域?qū)崿F(xiàn)起降、可進(jìn)行空中懸停、機(jī)動靈活等優(yōu)良的飛行性能,無論在軍用領(lǐng)域還是在民用領(lǐng)域都發(fā)揮著越來越重要的作用。在軍用領(lǐng)域,通常利用武裝直升機(jī)對敵方的軍事設(shè)施進(jìn)行打擊。在直升機(jī)靠近目標(biāo)時,為了防止過早地暴露自己,飛行員通常采用低空飛行的方式躲避敵方雷達(dá)的探測。在低空飛行時,由于低空存在的高壓電力線不易被發(fā)現(xiàn),很可能發(fā)生撞線的事故。此外,在民用領(lǐng)域,尤其是在抗震救災(zāi)等自然災(zāi)害中,通常使用直升機(jī)搜救、轉(zhuǎn)運傷員,運送救災(zāi)物資和設(shè)備等,這些工作也需要直升機(jī)在低空條件下開展,低空飛行碰撞電力線的事故屢見不鮮。本文圍繞直升防機(jī)撞線系統(tǒng)電力線位置的確定和預(yù)警時間的測量開展了相關(guān)的研究。本文首先對防撞線系統(tǒng)涉及到的探測距離,波束掃描的俯仰角、方位角等參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)的分析。對不同半徑、不同頻率和不同長度情況下的電力線的雷達(dá)截面積RCS進(jìn)行了仿真,根據(jù)仿真的結(jié)果計算出了毫米波雷達(dá)能夠探測空中電力線的有效長度。提出了空中電力線探測的總體方案,對天線波束掃描過程中出現(xiàn)的柵瓣問題進(jìn)行了分析,給出了有效的解決方案并進(jìn)行了仿真,驗證了方案的合理性和可行性。對多普勒效應(yīng)在測量雷達(dá)和電力線之間的相對速度方面的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)公式的推導(dǎo),針對測速過程中出現(xiàn)的盲速和頻閃問題,給出了重頻參差等相關(guān)的處理方法。利用Matlab軟件仿真了毫米波雷達(dá)探測電力線獲取的空間隨機(jī)離散點,針對難以處理的三維空間直線擬合問題,利用投用投影的方法將三維空間直線的擬合問題轉(zhuǎn)化為平面直線擬合的問題。利用Matlab仿真得到的離散點,分別基于最小二乘法和整體最小二乘法對空間直線進(jìn)行了擬合并對兩種方法的擬合效果進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明,當(dāng)離散點數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差較小時,兩種方法具有相同的擬合效果,隨著標(biāo)準(zhǔn)差的增大,基于整體最小二乘法的擬合效果優(yōu)于基于最小二乘法的擬合效果。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V275.1
【部分圖文】：

此外，在很多情況下，軍事行動往往在夜間或可視條件比較差的環(huán)境下進(jìn)行。因此，高壓電力線對武裝直升機(jī)低空安全飛行構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。圖1-1 低空密集的高壓電力線另一方面，即便是在民用領(lǐng)域，高壓電力線對直升機(jī)的威脅也不容小覷。在 2008 年的汶川地震中，直升機(jī)發(fā)揮了巨大的、不可替代的作用。受地震的影響，橋梁坍塌，道路受阻，通訊中斷，災(zāi)區(qū)的受傷群眾生命垂危、亟待求援。由于交通的中斷，外面的救援人員和大型的機(jī)械設(shè)備很難進(jìn)入災(zāi)區(qū)。在這種危急情況下，直升機(jī)為災(zāi)區(qū)人民架起了空中安全通道，利用 M-26 直升機(jī)可將重達(dá) 13.2 噸的挖掘機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備通過吊運的方式運達(dá)災(zāi)區(qū)，為道路的疏通、受傷群眾的救援贏得了寶貴的時間[8]。利用直升機(jī)可將專業(yè)的救援人員以及大批的救援物資在第一時間運送至災(zāi)區(qū)，同時也可將災(zāi)區(qū)的受傷人員迅速地向外轉(zhuǎn)移

無線電對目標(biāo)進(jìn)行探測和測距。雷達(dá)技術(shù)的出現(xiàn)最早可追溯的 19 世紀(jì)，1864年，麥克斯韋提出了電磁場理論，并預(yù)見電磁波的存在。1886 年，赫茲通過實圖1-2 武裝直升機(jī)電纜切割器-4-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文a) 探測結(jié)構(gòu)示意圖 b) 探測實物圖電力線（長度：1200mm）計算機(jī) 76GHz雷達(dá)旋轉(zhuǎn)控制器距離：10m拋物面反射器天線（76GHz時功率增益40dBi，半功率波束寬度：1.3°）入射角θ圖1-3 76GHz 電力線 RCS 探測結(jié)構(gòu)示意圖和實物圖[3]

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本文編號：2810007