课程：

• 1、海洋GPS定位怎么减小误差
• 2、天气雷达估测降水的误差因素有哪些
• 3、多波束超声波传感器和单波束超声波传感器测得的数据有什么不同？
• 4、超声波束的近场区和远场区各有什么特点
• 5、波束形成的基本原理
• 6、怎么计算波束点的点位信息和深度

海洋GPS定位怎么减小误差

因为民用的GPS信号是经过美国军方人为干扰的，误差是肯定存在的。一般在10米以内。

如果你的定位误差超过10米，你可以换好一点的GPS模块试一下。

天气雷达估测降水的误差因素有哪些

雷达测量降水可以得到具有一定精度的、大范围高时空分辨率的实时降水信息，因此应用雷达进行降雨监视和面雨量计算，可以提高洪水预报的精度和时效性。但要清楚地认识到，由于技术本身的复杂性和其它原因，目前的雷达测雨存在一定的误差，特别是大范围降水测量的准确性尚不能完全满足气象业务应用的要求。雷达测雨误差主要来源于以下几方面：

a)雷达电磁波的波长对降水测量的影响。在雷达气象方程式中，平均接收功率Pr与雷达波长、天线增益及波束宽度等有关。在天线大小固定的情况下，Pr与波长的4次方成反比，即波长越短，Pr越大，探测能力越强，因此波长短有利于探测降水。但是，在电磁波传播途中大气气体和降水都对其有衰减作用。

b)雨滴谱变化和Z~R关系的不确定性。降水强度与降水粒子直径的分布即雨滴谱有关，Z~R关系亦与雨滴谱密切相关。在同样的降水强度下，对流降水和暖云降水由于雨滴谱不同而反射因子Z不同。在同一次降水过程中，云的不同发展阶段雨滴谱也不一样。因此，Z~R关系是不确定的。严格讲，关系应在进行雨滴谱测量的基础上通过计算得到，但在实际应用中很难做到。目前在业务工作中使用的大多是固定的经验关系，必然影响计算的精度。

c)雷达测量高度以下的反射因子变化的影响。在降水过程中，由于水滴蒸发、大气运动及水的相变，雷达反射因子在垂直方向上有很大变化。同时雷达电磁波的路径(即使是水平发射的路径)随距离的延伸而离开地表面，水平距离越远，垂直距离也越大，因此，雷达观测的降水和实际落地的降水差距也越大。同时随距离的延伸，波束的空间扩展也增大。

d)地物杂波和阻挡。气象雷达的主要观测对象是降水回波，但同时也不可避免地观测到山岳等地形反射的回波。有时这种地形杂波与降水回波混在一起不易区分。此外，由于地物等障碍物阻挡了电磁波的传播路径，其后和降水回波无法探测到。如果因此提高天线的仰角又提高了波束距地表的垂直距离而增大了观测误差。

e)与雷达本身性能有关的测量误差。与雷达性能有关的测量误差还与雷达设备本身的稳定性有关。雷达设备在经过一段时间的运行后，发射机、接收机等性能会有变化。

f)非正常传播(AP)。假设雷达的波束是在标准大气中传播的，这样可以计算波束高度。如果大气状态不标准，那么波束传播会是不同的方式，或者说非正常地传播。非正常传播，一般指的是波束被超折射并在远离正常的地物杂波区处撞到地面。因此，AP是真正的远离雷达区域的地物杂波。这些来自非正常传播波束的能量会被包含在Z~R方程里，就象正常地物杂波那样会引起降水的过量估计。

g)波束部分充塞。波束部分充塞一般对距离雷达较远的气象目标是个问题。雷达测量必须做的假定之一就是所有的目标完全充满波束，因为它没有别的确定方法。因此，在这个距离上比波束窄的目标物会显示得比真实情况大。来自小目标物的能量被平均到整个宽的波束上，结果是低估了降水量(整个区域范围是高估的)。

多波束超声波传感器和单波束超声波传感器测得的数据有什么不同？

不同点：

多波束主要就是通过测不同方向的距离，来把船底的大致模型模拟出来，找出船的最底部。

单波束相对只能测一个点，有可能不是船最底部。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为"超声波传感器"，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波束的近场区和远场区各有什么特点

1、近场区

生源附近由于声压急剧起伏，出现多个极大值和极小值，最后一个声压极大值处与声源的距离成为近场长度，用N表示，N值以内的区域称为近场区。

当测量距离r=λ/2π≈λ/6时，感应场强度与辐射场强度相当。在距离辐射源比较近(rλ/6)的地方，感应场强度大于辐射场强度。

2、远场区

一般当r大于3λ时，可忽略感应场的成份，认为处于远场(区)。

辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无关的场区，在辐射远场区，将天线上各点到测量点的连线当作是平行的，所引入的误差小于一定的限度。如天线尺寸为D，则远场区距离应大于2D2/λ。

扩展资料：

超声波是弹性机械振动波，它与可听声相比还有一些特点：

传播的方向较强，可聚集成定向狭小的线束；在传播介质质点振动的加速度非常之大；在液体介质中当超声强度达到一定值后便会发生空化现象。

束射特性

从声源发出的声波向某一方向（其他方向甚弱）定向地传播，称之为束射。 超声波由于它的波长较短，当它通过小孔（大于波长的孔）时，会呈现出集中的一束射线向一定方向前进。

又由于超声方向性强，所以可定向采集信息。同样当超声波传播的方向上有一障碍 物的直径大于波长时，便会在障碍物后产生“声影”。这些犹如光线通过小孔和障碍物一样，所以超声波具有和光波相似的束射特性。

超声波的束射性的好坏，一般用发散角的大小来衡量（习惯上用半发射角臼表示）。以平面圆形活塞式声源为例，其大小决定超声波基本原理于声源的宜径(D)和声波的波长(λ)。

参考资料来源: 百度百科-超声波基本原理

参考资料来源：百度百科-超声波

波束形成的基本原理

波束赋形算法研究包括以下几个方面: 1. 常规的波束赋形算法研究。即研究如何加强感兴趣信号,提高信道处理增益,研究的是一

般的波束赋形问题。

2. 鲁棒性波束赋形算法研究。研究在智能天线阵列非理想情况下,即当阵元存在位置偏差、

角度估计误差、各阵元到达基带通路的不一致性、天线校准误差等情况下,如何保证智能

天线波束赋形算法的有效性问题。

3. 零陷算法研究。研究在恶劣的通信环境下,即当存在强干扰情况下,如何保证对感兴趣信

号增益不变,而在强干扰源方向形成零陷,从而消除干扰,达到有效地估计出感兴趣信号的

目的。

阵列天线基本概念(见《基站天线波束赋形及其应用研究_白晓平》)

阵列天线(又称天线阵)是由若干离散的具有不同的振幅和相位的辐射单元按一定规律排列并相互连接在一起构成的天线系统。利用电磁波的干扰与叠加，阵列天线可以加强在所需方向的辐射信号，并减少在非期望方向的电磁波干扰，因此它具有较强的辐射方向性。组成天线阵的辐射单元称为天线元或阵元。相邻天线元间的距离称为阵间距。按照天线元的排列方式，天线阵可分为直线阵，平面阵和立体阵。

阵列天线的方向性理论主要包括阵列方向性分析和阵列方向性综合。前者是指在已知阵元排列方式、阵元数目、阵间距、阵元电流的幅度、相位分布的情况下分析得出天线阵方向性的过程;后者是指定预期的阵列方向图，通过算法寻求对应于该方向图的阵元个数、阵间距、阵元电流分布规律等。对于无源阵，一般来说分析和综合是可逆的。

阵列天线分析方法

天线的远区场特性是通常所说的天线辐射特性。天线的近、远区场的划分比较复杂，一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场;在以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。因此，在分析天线辐射特性时观察点距离应远大于天线总尺寸及三倍的工作波长。 阵列天线的辐射特性取决于阵元因素和阵列因素。阵元因素包括阵元的激励电流幅度相位、电压驻波比、增益、方

1/35页

怎么计算波束点的点位信息和深度

多波束技术，一般是指多波束测深，是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。 补充： 多波束测深系统，又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等，最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率。与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比，多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值，实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越，其技术进步的意义十分突出。 多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统,是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术等多种技术的高度集成。自70年代问世以来就一直以系统庞大、结构复杂和技术含量高著称，世界上主要有美国、加拿大、德国、挪威等国家在生产