艦載雷達標定方法概述

摘 要 在介紹艦載雷達傳統標定方法的基礎上，闡述了利用本艦其他高精度傳感器對雷達進行標定的方法，以及這幾種標定方法在標定過程中需要注意的問題。

關鍵詞 雷達;精度;靜態標定;動態標定

引言

艦載雷達主要功能是測量空中目標和水面目標的位置信息，并向作戰指揮系統和武器系統提供目標指示。艦載雷達測量精度直接關系到武器系統的打擊精度，影響整個艦艇的生存能力。雷達提供目標的位置信息準確性十分重要，雷達精度也是雷達的關鍵戰術指標之一。而雷達標定是雷達精度保證的重要工作。目前，雷達標定方法主要是靜態標定和動態標定。靜態標定主要通過標校塔和有源信標系統對雷達進行標定，動態標定主要是通過飛機或艦船加裝北斗設備（或GPS設備）進行標定，以及通過ADS-B系統對雷達進行標定[1]。

雷達在交付部隊使用后，需要定期對雷達進行精度標定，以確保雷達精度滿足使用需求。不同標定方法涉及場地、費用以及兵力協調等保障要求，因此，給雷達標定時選擇合適的標定方法，既要能滿足精度指標要求，又能節省成本。

1 艦載雷達的幾種標定方法

①標校塔標定法。利用海面上燈塔、水塔等孤立的標校塔對雷達進行標定。通過北斗設備或GPS設備，等效到雷達天線相對于標校塔的方位信息和距離信息，以此作為標定真值對雷達進行標定。標定時標校塔和雷達天線之間無大型商船、貨船等遮擋物。一般標校塔相距雷達幾十公里，建議為雷達量程的三分之一至三分之二。距離太遠雷達觀察目標回波較弱，目標跟蹤不連續;距離太近，受近距離強雜波影響，目標跟蹤不穩定，會影響標定精度。該標定方法缺點主要是標校塔少、投資較大以及受地形影響。②有源信標標定法。該方法利用有源信標系統將有源信標收發設備架設在空曠地，與雷達天線相距3～5km為宜，并且和雷達天線之間無遮擋物。有源信標設備通過轉發雷達信號，在雷達P顯畫面產生均勻的、穩定的回波點跡。有源信標系統測算出收發設備相對于雷達天線的方位和距離信息，并作為雷達標定真值。有源信標系統可以通過時間延遲將目標設置在雷達P顯畫面無雜波或雜波少的位置，或通過調整有源信標的接收靈敏度，使雷達觀察到的回波點跡均勻和穩定，從而提高雷達標定的精確性。該標定方法成熟、操作簡單，在艦載雷達標定中應用廣泛。③合作目標加裝北斗（或GPS）標定法。合作目標加裝北斗或GPS標定方法是一種通過飛機或艦船加裝差分北斗設備（或GPS設備）進行標定。將一個北斗天線或GPS天線放置在雷達天線處，另一個北斗天線或GPS天線放置在運動的飛機或艦船上，實時記錄飛機或艦船運動的位置信息。標定結束后，通過后處理軟件將飛機或艦船運動位置信息等效到相對于雷達天線的方位和距離信息，并作為標定真值，對雷達進行標定。該標定方法標定精度較高，缺點主要是需要協調飛機或艦船等合作目標，成本高、標定周期長。④ADS-B系統標定法。ADS-B系統可以實時廣播自己的位置、速度等信息，這些信息來自于機載全球衛星導航系統（GNSS），位置精度較高，可以直接作為真值對雷達進行標定。雷達標定時在錄取終端接入ADS-B地面站數據。通過雷達探測該航班航跡與ADS-B系統地面站接收該航班軌跡進行比較，計算雷達方位和距離系統差，給雷達進行標定。該標定方法簡單，對兩坐標和三坐標雷達都可以進行標定。⑤無人機標定方法。無人機標定法選擇加裝北斗設備或GPS設備的無人機，在雷達錄取終端接入時統設備，以便于和無人機北斗或GPS記錄數據的時間同步。利用無人機上北斗或GPS數據和雷達天線處位置信息，測算出無人機相對于雷達天線的方位和距離信息，作為標定真值。通過雷達跟蹤無人機航跡對真值進行比對，對雷達進行標定。無人機標定屬于動態標定，相比飛機和艦船加裝北斗設備或GPS設備標定方法，無人機標定更容易實施，不易受空中交通管制影響。該標定方法主要受無人機體積小，加裝的北斗設備或GPS設備精度不高，以及無人機飛行距離短等影響。⑥艦上高精度傳感器標定法。目前，艦船上都會列裝火控雷達、光電設備，通常情況下這兩種設備的距離精度和方位精度比警戒搜索雷達高。在應急情況下，可以利用本艦的其他高精度傳感器對雷達進行標定。標定時，通過其他傳感器和雷達對海面同一個目標進行探測，對雷達進行標定。如某艦艇實彈射擊前，雷達目指信息和其他傳感器上報的目指信息無法融合，發現雷達天線方位存在系統差，由于時間緊急，無法對雷達進行標定。在這種情況下通過雷達和火控雷達對海面同一個靜止目標探測、比對，對雷達進行零位修正。修正后，經過多次驗證，雷達上報的目指信息均能和其他傳感器融合。在隨后的實彈射擊中，武器系統利用雷達上報的目標信息，成功擊中目標。在演練結束后，對雷達進行靜態標定，雷達無系統差，精度滿足要求。因此，在無標定條件或應急情況下，可以利用本艦火控雷達、光電設備等高精度探測裝備對雷達進行標定。該標定方法在艦載雷達標定中便于實施，容易操作。但是要考慮其他傳感器的精度準確性以及艦艇搖擺帶來的誤差，且標定時盡量選擇海況良好的區域和靜止穩定的目標。

2 需要注意的問題

在上述幾種標定方法中，需要注意以下問題：①雷達一般具有多種工作模式，由于各種工作模式的脈沖數、脈沖寬度等處理方式不同，在各工作模式之間也會存在系統差，因此，需要先將雷達各工作模式之間的系統差消除。②動態標定時，選擇高采樣率的北斗設備或GPS設備，且雷達錄取目標時間和北斗設備或GPS設備采集時間必須同步，才能對雷達精度進行標定。在設計航路時，還需要考慮航路捷徑、標定距離段，以及是否受錨泊區影響等因素。③利用本艦上其他傳感器標定時，由于傳感器和雷達天線的安裝位置不在同一位置，因此需要考慮各傳感器的安裝位置等效到雷達天線位置。盡量在碼頭或海浪較小的區域進行標定。

3 結束語

本文介紹了艦載雷達六種標定方法，并分析了各標定方法優缺點以及在標定過程中需要注意的問題。根據雷達的精度和數據率的不同，在考慮標定的場地、時間、費用等因素的基礎上，選擇合適的雷達標定方法，既可以有效地對雷達進行標定，又能滿足雷達的精度要求。

參考文獻

[1] Merrill.Skolnik.雷達手冊[M].電子工業出版社，2008：110-112.

作者簡介

苗建清（1982-），男;專業：通信工程，學歷：本科，職稱：工程師;現就職單位：南京長江電子信息產業集團有限公司，研究方向：雷達總體電訊設計。