小型全天候自动测距定位仪

　　一、概述

　　研制该仪器的目的在于配合水深仪测量沿海港口海域水深，为建设港口和清理航道提供水文资料。亦可用于内河测量，这在洪水和沽水季节显得尤为重要。仪器主台和控制台安装于轮船上，随轮船行驶，可即时在平面坐标上自动打印出该轮船所在地理位置的水深，据此标出等水深浅，确定航道。此仪器的特点是自动化程度高，可进行动态测量，测量迅速、即时，操作极为方便。

　　高精变测距方法甚多，如激光测距、红外测距等，但所研制的测距仪要求测量距离大(最大测距达30km)，全天候工作。这样只能采用微波，别无它选。

　　所研制的微波测距仪实为应答式雷达。它不仅可静态测量两定点距离，还可动态测定移动物体的地理位置。采用了单片机技术，编码信号产生、测距过程控制、以及测量数据处理等均在单片机控制下进行。

　　发射源有多种类型可供选择，我们采用了一种小型磁控管。这种磁控管体积小，自然冷却，输出脉冲宽度1灿s，输出脉冲功率叠的W。即使接收机不采用高放级，亦能在最大可能的噪声系数情况况下满足测距要求。我们采用了较大的噪声系数进行验算，以保证系数的可靠性。采用这种磁控管发射电路简单，与它种微波功率源相比，成本低廉。

　　二、主要设计指标

　　(1)测距范围9.1一30km

　　(2)测距误差在测距范围内，其绝对误差不大于士Zm。

　　(3)主台最少可鉴别4个副台，在一个测量周期中，主台可测量至任选的两个副台的距离。

　　(3)所测距离由数码管显示，并以BOD码TTL电平并行输出。

　　(4)主副台重量小于8·skg。

　　三、测距方法

　　(一)两定点测距

　　主台(询问台)向副台(应答台)发出询问编码脉冲，副台收到询问脉冲后向主台发出应答脉冲。控制台计算出一次测距电波在两点之间的行程时间。据此确定两点间的距离

　　其中。为光速，:为电波传播时间。

　　(二)定位测量

　　采用三边定位法，如图1所示。副台B和副台O位置固定(坐标已定)，测出凡.和R。就确定了注点坐标。测量过程是主台全向发射编码询问脉冲，分别呼叫副台B和副台口。副台B和副台C根据脉冲编码判断是否呼叫自己。若否，不作出应答，若是，则向主台发出应答脉冲。这样，主台依次测量出Rl和R。，从而确定主台A本身的坐标。定位测量是动态进行的。主台安装在行驶的轮船上。

　　(三)主台询问脉冲

　　主台全面辐射的询问脉冲其编码方式采用MONTROIAINC.Minl一丑angerPosi七ioningSy。-tem的编码方式。如图2所示。T，为固定时间，T1为编码时间。T:取16个不同的时间值。其每一个值对应于一个副台幅d台全1是固定的)，主台可呼叫16个副台。主台在单片机控制下改变编码是很方便的。询问编码脉冲的第三个脉冲和应答脉冲的第二个脉冲用于开启和关闭计数门。所测得的时间公用于计算测距。