通用雷達信標機在船舶雷達標校上的應用

劉曉婧　陳進

摘 要：由于無源雷達標校技術的局限性，有源雷達標校技術逐漸成為雷達標校的主流手段。本文主要介紹了通用雷達信標機的工作原理，對其在船舶上的使用方法、操作流程和數據處理等進行了探討分析，闡述了通用雷達信標機在使用中的優越性及可靠性。

關鍵詞：通用雷達信標機；雷達標校；有源

中圖分類號：TN959.71 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0038-01

1 引言

雷達標校是校準雷達方位、距離等指標的一項重要工作，其目的是要求全船各系統具有一個統一的的基準，以保證各系統探測、跟蹤目標的一致性。

傳統的無源雷達標校方法因為無源雷達標的損壞或廢棄而難以進行，采用通用雷達信標機進行有源雷達標校的方法應運而生。

2 通用雷達信標機工作原理

通用雷達信標機通過天線接收來自被標校雷達的發射脈沖信號，對接收到的信號進行延時和變頻，模擬被標校雷達的回波信號，供雷達標校使用。

2.1 目標時延的生成

根據通用雷達信標機相對于被標校雷達的距離，確定回波信號相對于被標校雷達發射脈沖的時延值，模擬對應于不同時延值的目標回波，如圖1所示。

2.2 目標多普勒頻移模擬

根據目標相對雷達的徑向運動速度計算出目標回波的多普勒頻移fd，通用雷達信標機將中頻脈沖信號Fi經過二次調頻最終得到模擬的目標回波頻率值Fi+fd，如圖2所示。

經延時和多普勒頻移調制的中頻脈沖信號可逼真地模擬目標回波信號。

3 通用雷達信標機標校方案

3.1 標校方法

通用雷達信標機架設在距本船500米外的開闊區域（見圖3）。

將差分GPS的兩個天線分別架設在通用雷達信標機處和船上參考點位置，利用GPS數據，計算出兩個GPS天線間的距離和方位。

根據本船的航向，以及船上參考點與被標校雷達的距離（見圖3），通過解算三角形，計算出通用雷達信標機到被標校雷達的方位和距離真值。

被標校雷達與通用雷達信標機進行對接，被標校雷達將探測到的方位和距離值與計算出的方位和距離真值進行比較，如果偏差值在被標校雷達誤差指標要求范圍內，則該雷達無需進行校準；如果偏差值超出范圍，則對雷達進行校準后再進行比較，直到被標校雷達滿足要求。

3.2 操作流程

（1）按圖3所示架設差分GPS和通用雷達信標機；（2）被標校雷達開機搜索通用雷達信標機，通用雷達信標機模擬雷達回波信號；（3）被標校雷達錄數約二十分鐘；（4）通過解算圖3所示三角形，計算出通用雷達信標機到被標校雷達的方位和距離真值；（5）將每一對應時間點的目標方位、距離測量值與真值進行比對并求取誤差值及均值誤差；（6）若解算出的均值誤差在雷達指標要求范圍內，則被標校雷達無需進行校準，標校工作完成；若解算出的均值誤差超出范圍，則對被標校雷達進行校準后重復上述（2）～（5）項步驟直至均值誤差滿足雷達指標要求。

3.3 數據處理

假設某被標校雷達的方位誤差指標要求為±1°，距離誤差指標要求為±1m，將測量數據和真值數據填入表1，如表1所示。

其中均值誤差的計算公式如下：

Xi、Yi-第i次探測的測量值和真值。

對比方位均值誤差μ與誤差指標要求±1°，距離均值誤差μ與誤差指標要求±1m，判斷被標校雷達方位和距離誤差指標是否滿足要求。

4 通用雷達信標機的優越性

（1）通用雷達信標機對場地要求不高，只要周圍有樓房、山頭等可放置通用雷達信標機，并保證被標校雷達與通用雷達信標機之間無遮擋即可。（2）通用雷達信標機攜帶方便、可維護性強。（3）通用雷達信標機采用應答回波的方式，可在大量的雜波中被輕易的分辨出來，從而實現高質量的雷達標校。（4）隨著有源雷達標校技術的不斷發展，現在可以實現車載、船舶有源標校，大大提高了有源雷達標校的可操作性。

5 結語

通用雷達信標機的應用擺脫了傳統無源雷達標校的局限性，大大提高了工作效率。隨著應用技術的不斷提高，采用通用雷達信標機進行的有源雷達標校方法也在實踐中逐步完善，可靠性逐步增強，應用也將更加廣泛。