要地遠(yuǎn)程監(jiān)控對傳感器探測距離的需求

文/侯鑫 汪洋

當(dāng)前，針對軍政場所、重要經(jīng)濟(jì)或民生設(shè)施等要地發(fā)動的地面侵襲事件越發(fā)頻繁，造成了嚴(yán)重的社會危害。地面遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要部署地面監(jiān)視雷達(dá)和光電設(shè)備用于掌握地面目標(biāo)情況，為后續(xù)指揮決策和反制行動提供情報保障，因此，選擇什么能力的傳感器顯得十分重要。本文將通過梳理典型地面侵襲樣式、地面遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作流程等，從而推導(dǎo)出對地面監(jiān)視雷達(dá)、光電設(shè)備的探測距離需求。

1 典型地面侵襲樣式

當(dāng)前典型地面侵襲樣式總結(jié)如表1所示。

2 傳感器對地面人員/車輛的探測距離分析

2.1 典型武器有效射程

典型武器有效射程總結(jié)如表2所示。

2.2 人員/車輛典型行動剖面

結(jié)合上述典型地面侵襲樣式和典型武器有效射程，從遠(yuǎn)程監(jiān)控來看，大多數(shù)的行動剖面為人員/車輛由遠(yuǎn)至近運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一點后開展相關(guān)行動，如圖1所示。

2.3 傳感器探測距離分析

2.3.1 對人員的探測、識別距離分析

由上述圖、表可知：威脅人員距離要地最遠(yuǎn)達(dá)2500m，防御過程：發(fā)現(xiàn)-識別-決策-反制，因此：

（1）反制距離：應(yīng)不小于2500m；

（2）傳感器的發(fā)現(xiàn)、識別距離如下考慮：

一般地面遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用雷達(dá)發(fā)現(xiàn)、引導(dǎo)光電跟蹤和識別的方式：

1.地面監(jiān)視雷達(dá)探測、建立航跡耗時T1：假設(shè)采取圓周掃描，掃描周期約10s，發(fā)現(xiàn)概率80%以上，一般發(fā)現(xiàn)3 點后建立航跡，從探測到目標(biāo)至建立航跡耗時約50s；

表1：典型地面侵襲樣式總結(jié)表

2.遠(yuǎn)程光電設(shè)備轉(zhuǎn)動、跟蹤、識別耗時T2：一般轉(zhuǎn)動最大角速度約45°/s，最大轉(zhuǎn)動角度180°，考慮電機(jī)加、減速耗時約2s，此時轉(zhuǎn)動耗時約6s，轉(zhuǎn)動后微調(diào)視場角、焦距及人員判別等耗時約10s，上述總耗時約16s；

3.上述過程中，人員反應(yīng)、操作，數(shù)據(jù)傳輸時延等耗時T3 約6s；

4.假設(shè)人員短跑速度約8m/s（時速約28.8km/h）。

綜上得出，光電識別距離應(yīng)不小于約2650m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約3100m。

2.3.2 對車輛的探測、識別距離分析

由上述圖、表可知：威脅車輛距離要地最遠(yuǎn)達(dá)3725m，防御過程：發(fā)現(xiàn)-識別-決策-反制，因此：

（1）反制距離：應(yīng)不小于3500m；

（2）傳感器的發(fā)現(xiàn)、識別距離如下考慮：

一般地面遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用雷達(dá)發(fā)現(xiàn)、引導(dǎo)光電跟蹤和識別的方式：

1.地面監(jiān)視雷達(dá)探測、建立航跡耗時T1：假設(shè)采取圓周掃描，掃描周期約10s，發(fā)現(xiàn)概率80%以上，一般發(fā)現(xiàn)3 點后建立航跡，從探測到目標(biāo)至建立航跡耗時約50s；

2.遠(yuǎn)程光電設(shè)備轉(zhuǎn)動、跟蹤、識別耗時T2：一般轉(zhuǎn)動最大角速度約45°/s，最大轉(zhuǎn)動角度180°，考慮電機(jī)加、減速耗時約2s，此時轉(zhuǎn)動耗時約6s，轉(zhuǎn)動后微調(diào)視場角、焦距及人員判別等耗時約10s，上述總耗時約16s；

3.上述過程中，人員反應(yīng)、操作，數(shù)據(jù)傳輸時延等耗時T3 約6s；

4.假設(shè)車輛快速行駛速度約41.7m/s（時速約150km/h）。

綜上得出，光電識別距離應(yīng)不小于約4500m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約6700m。

2.3.3 總結(jié)

一般武裝人員的雷達(dá)散射截面積假設(shè)為1m2，尺寸約1.7m×0.5m，中型車輛的雷達(dá)散射截面積假設(shè)為10m2，尺寸約2.3m×2.3m：

（1）由2.3.1 節(jié)可知，從戰(zhàn)術(shù)使用來看，對人員的光電識別距離應(yīng)不小于約2650m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約3100m，可估算出對車輛的光電識別距離應(yīng)不小于約6600m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約5500m；

（2）由2.3.2 節(jié)可知，從戰(zhàn)術(shù)使用來看，對車輛的光電識別距離應(yīng)不小于約4500m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約6700m，可估算出對人員的光電識別距離應(yīng)不小于約1800m，雷達(dá)探測距離應(yīng)不小于約3800m。

綜上所述，傳感器探測距離需求如表3所示。

表2：典型武器有效射程總結(jié)表

表3：傳感器探測距離需求表

圖1：地面人員/車輛行動剖面示意圖

3 結(jié)束語

本文從戰(zhàn)術(shù)使用和理論估算兩個角度分析、推導(dǎo)了要地遠(yuǎn)程監(jiān)控中地面監(jiān)視雷達(dá)、光電設(shè)備對人員、車輛的探測距離需求。上述分析、推導(dǎo)過程可作為系統(tǒng)總體設(shè)計、傳感器選型時的參考，也可作為陸地邊境監(jiān)控系統(tǒng)或海岸監(jiān)控系統(tǒng)等領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計時的參考。