【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行仪器和航空电子技术的一般性研究课题。更具体地说，本专利技术是一种使用由另一个航空站或场所发射的无线电信号来测量飞行器距地面高度的飞行高度计。飞机或其他飞行器的飞行高度的传统测量方法是采用气压计为基础而设计的一种仪器。这种仪器称之为气压高度计。虽然这种高度计已得到广泛的采用，但它仍有缺点。例如，由于天气变化引起的大气压力的变化必须要修正，而且测量出的高度是海拨高度而不是距地面的高度。一种无线电高度计采用电磁辐射来测量飞行器的飞行高度。这种高度计是根据无线电信号的发射和被反射回来的信号之间的时间差进行测量。美国专利2020347号介绍了一种早期的测量装置。而雷达高度计则是另外一种类型的高度计(参见美国专利3543270号)。常规无线电高度计产生大约4.3千兆赫(GHz)的信号。虽然无线电高度计或者雷达高度计具有很多胜过气压高度计的优点，但并不是所有场合它们都能使用。特别是当执行飞行任务处在不友好地域时，经常需要确保飞行器的各种无线电能源不被侦察到。这样，无线电发射机、雷达和无线电高度计都要关掉，以避开敌人用这些发射进行侦察和武器制导。虽然在这些情况下可以使用气压高度计，但不具备执行这样的飞行任务要求的精度和响应性。而且它们也不能测量出飞行器距地面的高度。因此，希望找到一种既具有无线电高度计或雷达高度计的各种优点，本身又不发射使其被侦察到的信号的理想设备。实际上，就是需要一种无源的无线电高度计。无源测距计在现有技术中尚未出现。美国专利4130360号给出了有关激光高度计的技术教导。美国专利4558323号介绍了一种无源测量距离、速度和测试飞行器距...
【技术保护点】
一种无源测定第一台站飞行高度的设备，它采用从处于陆地之上，其飞行高度高于第一台站的第二台站朝地面直射的电磁辐射源，该设备包括：（ａ）上部装置，位于第一台站上，用于接收从该辐射源的直接辐射；（ｂ）下部装置，位于第一台站上，用于接收从该 辐射源发射并由地面反射的辐射；和（ｃ）计算机，位于第一台站上，使用辐射到达所述的上部装置和下部装置上的特性来计算第一台站的飞行高度。
【技术特征摘要】
US 1986-4-18 853489中看出。图1表示可使用本发明的外部环境;图2表示载有本发明装置的两个飞行器的一般位置关系;图3是计算飞行高度的几何图示。虽然本发明允许有许多不同形式的实施例，然而本公开是以考虑发明原理的例子为条件，在各附图中及说明书中详细描述的仅是一个具体的实施例，本发明不应受图示的具体实施例的限制。先看图1，该图中地面上空画有二个飞行器和一个卫星。具体地说，图中有一个处在地球轨道上的卫星10，一个相对于地面14而言处在某一高度上的飞行器12以及处在地面和第一飞行器之间的第二飞行器16。第二飞行器16被看作是无源飞行器或无源台站，因为该飞行器不发射任何用来测定飞行高度的电磁辐射。然而，处在较高位的飞行器12或者卫星10被看作有源飞行器或有源台站，因为它们用于测定无源飞行器16飞行高度的电磁辐射源。使用无源设备测定飞行器的飞行高度并具有无线电高度计的精度级将从以下的实施例中描述得更清楚。在军事行动中，飞行器将以相当低的飞行高度或称之为“树顶”高度多次潜入敌人防卫地域内。这种低空飞行的飞行器更有可能在常规地面雷达系统的搜索路径下通过。如同预想的那样，当飞行器作低空飞行时，特别是在高速低空飞行时，对飞行员来说测定飞行高度是特别重要的。通常，只有在使用自动系统控制飞行器的飞行高度时，才能使飞行器作低空高速飞行。换句话说，高精度的高度计象雷达高度计、无线电高度计对成功地完成这样的飞行任务是非常重要的。类似地情况还有，例如经常希望在海面上超低空发射导弹，象飞航式导弹，要确保该导弹进入敌人防御地域并在击中目标以前不被侦察到。虽然可以使用红外终端制导，但是制导并不提供高精度高度信息。此外还有一些条件需要提及，例如安装的设备必须保持最小;安装辅助的或备用的无线电高度计不能太昂贵;或者不应是完全多余的东西等。因此，应当找到既精确又价廉的另一种无线电高度计以增进成功飞行的概率。参见图2，两架直升飞机10′和16处于地面14上空垂直方向上。其中一架飞机在另一架飞机的正上方，下面的讨论将清楚地表明这种位置安排的有益之处。为使讨论更具普遍性，如该图所示，画的第三架飞机12是一架固定翼飞机。虽然仅需要一架有源飞行器和一架无源飞行器或其他的飞行站，然而位于不同飞行高度上的多个飞行器可用来作飞行高度的比对。类似地是，在执行飞行任务中可以使用处于不同位置上的各发射机。下面将要作的解释会使该主题变得更加清楚明白。较高位的飞行站可以是同步卫星或其它卫星(见图1)，而且可以使用激光辐射代替无线电发射或雷达发射。现在来看图3，图中绘出在使用本发明的对象-无源无线电高度计(PRA)的，处于较低高度的台站P上方的某一台站上装有一个发射无线频率的辐射源S。载有PRA的飞行器P装有顶部天线(TA)和底部天线(BA)。通过测量信号到达飞行器P顶部天线TA和底部天线BA的时间差，可以计算出该飞行器的高度。一般来说，这样的计算与传统的无线电高度计的计算方法相似，使用传统的无线电高度计的飞行器通常在其底部水平方向上彼此分开地安装发射天线和接收天线(参见美国专利3364485号)。如附图所示，R1表示辐射源S至顶部天线TA的直线距离;R2表示辐射源S至地面14反射点R之间的直线距离;R3表示从地面14的反射点R至底部天线BA的距离;A1是两个飞行器间直射路径辐射与垂直线间的夹角;A2是反射路径辐射与垂直线间的夹角;DA是无源飞行器P的两天线TA和BA间的垂直距离;HA是有源飞行器S的飞行高度;而HP是无源飞行器P的飞行高度。假设T1是信号从有源飞行器S至顶部天线TA的传播时间;T2是信号从有源飞行器S至地面14的反射点R的传播时间;而T3是信号从反射点R至底部天线BA的传播时间，那么时间差DT＝T2+T3-T1因为距离等于速度和时间的乘积，所以有CT1＝R1CT2＝R2CT3＝R3式中C是光速，或写成C·DT＝R2+R3-R1经观察可以看出HP＝ (C)/2 〔(T2+T3)·CoSA2-T1CoSA1〕当两个飞行器彼此处在基本上同一垂直线上时，A2＝A1，那末HP＝0.5·C·DT·CoSA1如果A1和A2很小时，HP＝0.5·C·DT在此我们考虑同距离HA和HP相比，DA可假设近似为“0”。如果不作这种假设的话，那么有HP＝0.5·DT·C-DA在任何情况下，只要测量出信号到达天线...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃弗雷特E弗米利恩，
申请(专利权)人：森德斯特兰德数据控制公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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