Оценка эффективности применения оптимальной фильтрации в лазерных частотно-фазовых системах

Abstract

Рассмотрена возможность применения метода оптимальной фильтрации для уменьшения случайной погрешности измерения из-за влияния широкополосных помех в частотно-фазовых дальномерных системах с учетом применения в последних фильтра верхних частот. Предложен и описан алгоритм обработки выходного напряжения системы, реализующий его оптимальную фильтрацию при формировании сигнала для коррекции частоты, пропорциональной измеряемому расстоянию. Проведено численное моделирование для оценки случайной погрешности измерения расстояния, для чего разработаны соответствующие модели сигналов, используемые в вычислительных операциях. Произведена сравнительная оценка случайных погрешностей при использовании предложенного алгоритма оптимальной фильтрации и метода усреднения результатов многократных измерений, оценена эффективность использования оптимального фильтра.

Розглянуто можливість застосування методу оптимальної фільтрації для зменшення випадкової похибки вимірювання через вплив широкосмугових завад в частотно-фазових далекомірних системах з урахуванням застосування в останніх фільтра верхніх частот. Запропоновано і описано алгоритм обробки вихідної напруги системи, який реалізує його оптимальну фільтрацію при формуванні сигналу для корекції частоти, пропорційної вимірюваній відстані. Проведено чисельне моделювання для оцінки випадкової похибки вимірювання відстані, для чого розроблено відповідні моделі сигналів, що використовуються в обчислювальних операціях. Проведено порівняльну оцінку випадкових похибок при використанні запропонованого алгоритму оптимальної фільтрації та методу усереднення результатів багаторазових вимірювань, оцінено ефективність використання оптимального фільтра.

We considered the possibility of using the method of optimal filtering for reducing random error measurement due to the impact of broadband noise in the phase-frequency rangefinder systems applying of recent high-pass filter. We proposed and described the algorithm for processing the output voltage of the system, which implements its optimal filtering in the formation of a signal for correcting the frequency which is proportional to the measured distance. We conducted numerical simulation for estimation the random error measurement of distance, for what the appropriate signal models used in computer operations has been developed. We conducted comparative assessment of random errors at using the proposed algorithm of optimal filtering and the method of averaging the results of multiple measurements and evaluated the efficiency of the optimal filter use.