雷達終端錄取畫面的人性化設計

張承志 趙艷麗

（中國電子科技集團公司 第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，雷達擔負日益繁忙的空中交通管制任務，尤其是本世紀中國經濟10多年的高速發展，空情日益密集復雜，給雷達兵全面掌握空中情況帶來巨大挑戰，雷達廠家在研制新型雷達時，要針對部隊最關心的問題，最希望改進的技術去設計。下面結合筆者多年工作經驗，針對操縱員的操作，介紹我們在新研制雷達終端中是如何為用戶考慮，采取措施，降低操作強度，減少錯誤情報率的。

1 全程全自動錄取

上世紀90年代，即使是在發達地區，一部雷達一般也就同時保障二三十批航跡，現在一部中型雷達經常要觀察幾十批航跡，沿海發達地區甚至超過百批目標，全部依靠操縱員逐批錄取，操作強度太大，也容易忽視異常空情。依賴計算機硬件和軟件技術的發展，全程全自動錄取空情是未來的必然選擇。

1.1 全自動錄取如何抑制虛假航跡

圖1

全自動固然好，但是如果虛假航跡較多，反而會分散人注意力，達不到原來目的。所以要對回波點跡進行幀與幀之間相關積累，目標在空中位置和時間上是相關的和連續的，利用大容量存儲技術，把雷達全程點跡記錄下來，連續若干幀后，由計算機對每個點跡進行相關度計算，把歷史上能連續發現，運動有規律、出現時機和位置有關聯性的點跡串聯起來，以此自動發現目標，自動起始航跡。我們稱之位數據濾波技術。一般經過2～6幀以后，空中目標絕大多數能自動起始航跡。而固定回波或者虛警雜波由于相關性差，絕大多數可被過濾掉，留給操縱員的是比較干凈清潔的畫面，也可以用特別顏色把有動目標特點的回波輪廓在光柵顯示器以其擅長的弧線或線段醒目標識出來，便于操縱員觀察和判斷目標特征。如圖1(a)所示，是沒有經過數據濾波過濾的畫面，包含各種原始點跡、低雜波、虛警點，而圖1(b)是經過數幀數據濾波以后的雷達畫面，絕大多數非目標的原始點跡已被濾除。

1.2 如何克服假航跡上報，如何盡快起始航跡

對于地雜波、有源干擾、無源干擾密集區，可以設置為多幀起始區，2～6幀起始，如果虛警仍然高還可以根據不同情況設置6到15幀起始，總能把虛假航跡控制在可接受范圍。甚至可設置局部區域為半自動錄取區，由人工來確認起始航跡。對于清潔區或者特別關注區，可以設置為快速起始區域，比如2幀或3幀起始航跡。

1.3 航跡上報由人工確認和自動確認相結合

對于可信度高的目標，當然希望自動發現并上報，比如有二次應答信號的航跡。對于需要繼續觀察的航跡，比如低慢小或者非合作目標（無二次雷達應答信號，無飛行計劃的目標）。我們設置預錄取航跡功能，只跟蹤它，暫時不上報。留待操縱員根據飛行特點驗證后再決定上不上報，標牌用紫色表示暫不上報。

2 重點和異常空情的提醒

操縱員隨時面對幾十批上百批目標的畫面，雷達終端如何盡快發現重要的專機、包機或者飛機的異常情況呢？用戶要求:對于二次有特殊應答的目標要能醒目提示。

我們目前大多數地面警戒雷達都加裝了二次雷達，根據二次雷達應答碼，我們分兩種情況對待。

2.1 專機、包機的保障

當操縱員電話得知某專機或包機將經過防區，要加強警戒保障時，如果預先知道飛機二次雷達A模式應答號，就可以在畫面中，專門顯示有該應答碼的二次點跡參數。如圖2，如果我們事先知道有一批航班A模式應答碼為1236，一旦目標進入雷達作用距離，即使操縱員沒有錄取，也會在顯示器上自動顯示出來二次點跡標牌。二次雷達點跡平時默認不顯示參數。

圖2 二次雷達點跡標牌顯示

2.2 自動或半自動發現并提醒意外空情

根據民用航空管制相關規定，4位8進制A模式應答碼 7500表示本機被劫持、7600表示通訊中斷、7700表示飛機有意外情況發生。

圖3 顯示被關注的二次代碼點跡標牌的操作

二次雷達應答碼中出現上述三種A模式代碼，則自動標定為重要航跡，顯示器中該目標航跡標牌會自動閃爍提醒操縱員留意。

2.3 A模式代碼航跡自動記憶功能

實際工作中，我們經常發現曾經一二次點跡配對成功的航跡有時會因為轉彎機動或者姿態變化，二次應答信號丟失，如果因為當前沒有應答，就不顯示曾經的二次應答代碼對于目標判斷會造成困難。也不利于人工及時修正重新出現二次點跡的航跡。對于丟失了二次信號的航跡，我們用白色顯示其過去的代碼，以示區別。對于當前有二次雷達應答信號的航跡標牌用等同批號的顏色顯示其當前應答代碼。這樣也可以避免混批錯批等很多誤解。如圖4所示。

圖4

2.4 機場與航班號自動關聯的數據庫檢索功能

利用雷達站周圍已知機場飛機訓練或者警巡任務時相對固定的A模式代碼規則，建立應答碼與起降機場的數據庫，這樣一旦此類空中目標有二次雷達代碼，就會自動標識起降機場或者任務名稱，便于操縱員大致了解目標活動區域，預測目標去向，做到心中有數。如圖5是某機場訓練飛行情況。

圖5 某機場附近飛機訓練飛行情況

3 充分利用鼠標代替鍵盤操作

3.1 鼠標中間的滑輪滾輪代替鍵盤的量程變換

操縱員一個手指就能實現不同量程的轉換。

3.2 畫面中顯示漫游、一次點跡、二次點跡、視頻的快捷操作

有時這些功能鍵被其他窗口遮擋，不方便立刻點擊起作用，充分利用鼠標在操作畫面外的復用功能如圖6，移動鼠標到主畫面右下角，點擊鼠標右鍵實現各種快捷鍵功能。

圖6 畫面中顯示漫游、原始點跡、二次IFF/ATC點跡、視頻的快捷鍵

4 自動統計上報總量并顯示

把每次開機掌握的空情數自動顯示出來。作為值班員有時需要統計本次值班上報了多少情況，半自動錄取時統計編批批號起止號就能做到，如果雷達終端全自動錄取，有些批可能沒上報（預錄取狀態），所以要自動統計上報的批數。要統計兩類數據:一個是本次開機上報的總批數，另一個是本次值班上報總批數，換班時可清除。如圖7，我們在鍵盤輸入提示區附近自動實時顯示統計結果，分子表示本次值班上報多少批空情，分母表示本次開機上報多少批航跡。

圖7 自動統計上報總量并顯示

5 操作手冊的在線幫助信息

界面越來越華麗，操作項目越來越多，我們如何讓操縱員盡快熟悉各種操作規范呢，用戶操作手冊量大、重、攜帶、保管不便。我們把最常用操作方法設計到顯示界面，可以隨時調閱查看如何操作雷達。如圖8，一旦點擊幫助，就彈出各種操作命令集。

圖8 在線幫助的提示操作

幫助信息里包括各種戰術操作說明，畫面操作說明，通訊上報設置等等。鐵打的營盤流水的兵，每隔幾年就會有新操縱員補充進來，全靠老兵傳授或者翻啃厚厚的操作說明書畢竟太單調。有在線幫助，邊操作邊學習，記憶更快更深刻。

6 小結

隨時傾聽第一線雷達兵對操作的意見，不斷總結提高雷達界面的人性化設計水平，對及時發現異常情況，降低操縱員疲勞強度，提高部隊戰斗力會大有好處。

［1］楊婷婭,陸振宇,顧松山,肖冬榮,陳金輝.WK混合濾波算法在雷達數據處理中的應用[J].重慶大學學報:自然科學版，2005(02).

［2］王小謨,匡永勝,陳忠先,等.監視雷達技術[M].北京:電子工業出版社,2008.

［3］Carlson B D,Evans E D,Wilson S L.Search radar detection and tracking with the Hough transform.Part I:System concept[J].IEEE Transaction on Aerospace and Electronic System.

［4］林光,羅智德,王劍峰.全數字化空管二次雷達錄取器[J].科技傳播,2010(21).

［5］郭劍輝,張榮濤,王凱.直角坐標系下的雷達跟蹤濾波算法分析[J].現代雷達，2010(10).

［6］陳京華.航管二次雷達航跡和點跡相關的基本原理[J].科技創新與應用，2012(04).