通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)在船舶雷達(dá)標(biāo)校上的應(yīng)用

劉曉婧　陳進(jìn)

摘 要：由于無源雷達(dá)標(biāo)校技術(shù)的局限性，有源雷達(dá)標(biāo)校技術(shù)逐漸成為雷達(dá)標(biāo)校的主流手段。本文主要介紹了通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)的工作原理，對(duì)其在船舶上的使用方法、操作流程和數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行了探討分析，闡述了通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)在使用中的優(yōu)越性及可靠性。

關(guān)鍵詞：通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)；雷達(dá)標(biāo)校；有源

中圖分類號(hào)：TN959.71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）07-0038-01

1 引言

雷達(dá)標(biāo)校是校準(zhǔn)雷達(dá)方位、距離等指標(biāo)的一項(xiàng)重要工作，其目的是要求全船各系統(tǒng)具有一個(gè)統(tǒng)一的的基準(zhǔn)，以保證各系統(tǒng)探測(cè)、跟蹤目標(biāo)的一致性。

傳統(tǒng)的無源雷達(dá)標(biāo)校方法因?yàn)闊o源雷達(dá)標(biāo)的損壞或廢棄而難以進(jìn)行，采用通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)進(jìn)行有源雷達(dá)標(biāo)校的方法應(yīng)運(yùn)而生。

2 通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)工作原理

通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)通過天線接收來自被標(biāo)校雷達(dá)的發(fā)射脈沖信號(hào)，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和變頻，模擬被標(biāo)校雷達(dá)的回波信號(hào)，供雷達(dá)標(biāo)校使用。

2.1 目標(biāo)時(shí)延的生成

根據(jù)通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)相對(duì)于被標(biāo)校雷達(dá)的距離，確定回波信號(hào)相對(duì)于被標(biāo)校雷達(dá)發(fā)射脈沖的時(shí)延值，模擬對(duì)應(yīng)于不同時(shí)延值的目標(biāo)回波，如圖1所示。

2.2 目標(biāo)多普勒頻移模擬

根據(jù)目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的徑向運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算出目標(biāo)回波的多普勒頻移fd，通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)將中頻脈沖信號(hào)Fi經(jīng)過二次調(diào)頻最終得到模擬的目標(biāo)回波頻率值Fi+fd，如圖2所示。

經(jīng)延時(shí)和多普勒頻移調(diào)制的中頻脈沖信號(hào)可逼真地模擬目標(biāo)回波信號(hào)。

3 通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)標(biāo)校方案

3.1 標(biāo)校方法

通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)架設(shè)在距本船500米外的開闊區(qū)域（見圖3）。

將差分GPS的兩個(gè)天線分別架設(shè)在通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)處和船上參考點(diǎn)位置，利用GPS數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩個(gè)GPS天線間的距離和方位。

根據(jù)本船的航向，以及船上參考點(diǎn)與被標(biāo)校雷達(dá)的距離（見圖3），通過解算三角形，計(jì)算出通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)到被標(biāo)校雷達(dá)的方位和距離真值。

被標(biāo)校雷達(dá)與通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)進(jìn)行對(duì)接，被標(biāo)校雷達(dá)將探測(cè)到的方位和距離值與計(jì)算出的方位和距離真值進(jìn)行比較，如果偏差值在被標(biāo)校雷達(dá)誤差指標(biāo)要求范圍內(nèi)，則該雷達(dá)無需進(jìn)行校準(zhǔn)；如果偏差值超出范圍，則對(duì)雷達(dá)進(jìn)行校準(zhǔn)后再進(jìn)行比較，直到被標(biāo)校雷達(dá)滿足要求。

3.2 操作流程

（1）按圖3所示架設(shè)差分GPS和通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)；（2）被標(biāo)校雷達(dá)開機(jī)搜索通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)，通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)模擬雷達(dá)回波信號(hào)；（3）被標(biāo)校雷達(dá)錄數(shù)約二十分鐘；（4）通過解算圖3所示三角形，計(jì)算出通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)到被標(biāo)校雷達(dá)的方位和距離真值；（5）將每一對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的目標(biāo)方位、距離測(cè)量值與真值進(jìn)行比對(duì)并求取誤差值及均值誤差；（6）若解算出的均值誤差在雷達(dá)指標(biāo)要求范圍內(nèi)，則被標(biāo)校雷達(dá)無需進(jìn)行校準(zhǔn)，標(biāo)校工作完成；若解算出的均值誤差超出范圍，則對(duì)被標(biāo)校雷達(dá)進(jìn)行校準(zhǔn)后重復(fù)上述（2）～（5）項(xiàng)步驟直至均值誤差滿足雷達(dá)指標(biāo)要求。

3.3 數(shù)據(jù)處理

假設(shè)某被標(biāo)校雷達(dá)的方位誤差指標(biāo)要求為±1°，距離誤差指標(biāo)要求為±1m，將測(cè)量數(shù)據(jù)和真值數(shù)據(jù)填入表1，如表1所示。

其中均值誤差的計(jì)算公式如下：

Xi、Yi-第i次探測(cè)的測(cè)量值和真值。

對(duì)比方位均值誤差μ與誤差指標(biāo)要求±1°，距離均值誤差μ與誤差指標(biāo)要求±1m，判斷被標(biāo)校雷達(dá)方位和距離誤差指標(biāo)是否滿足要求。

4 通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)的優(yōu)越性

（1）通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)對(duì)場(chǎng)地要求不高，只要周圍有樓房、山頭等可放置通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)，并保證被標(biāo)校雷達(dá)與通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)之間無遮擋即可。（2）通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)攜帶方便、可維護(hù)性強(qiáng)。（3）通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)采用應(yīng)答回波的方式，可在大量的雜波中被輕易的分辨出來，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的雷達(dá)標(biāo)校。（4）隨著有源雷達(dá)標(biāo)校技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)車載、船舶有源標(biāo)校，大大提高了有源雷達(dá)標(biāo)校的可操作性。

5 結(jié)語

通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)的應(yīng)用擺脫了傳統(tǒng)無源雷達(dá)標(biāo)校的局限性，大大提高了工作效率。隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷提高，采用通用雷達(dá)信標(biāo)機(jī)進(jìn)行的有源雷達(dá)標(biāo)校方法也在實(shí)踐中逐步完善，可靠性逐步增強(qiáng)，應(yīng)用也將更加廣泛。