一種雷達探測精度分析軟件的設計

張艷浩

摘要：雷達在現代戰爭中起著至關重要的作用，其主要功能是發現目標并對目標定位，其探測精度指標是衡量裝備性能的重要依據。本論文針對驗收階段對雷達數據分析的需求，設計了一種雷達探測精度分析軟件的實現方法，該方法為雷達探測精度分析提供了一種思路，且已驗證了其有效性和準確性。該設計為評估雷達性能提供了參考。

關鍵詞：雷達；探測；精度；GPS

中圖分類號：TN957 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0127-01

Abstract：Radar plays a vital role in modern warfare， its main function is to find the target and the target location， the detection accuracy of the indicators is an important basis for measuring equipment performance. In this paper， a radar detection accuracy analysis software is designed to meet the requirements of radar data analysis in the acceptance phase. This method provides an idea for radar detection accuracy analysis and has verified its validity and accuracy. The design provides a reference for evaluating radar performance.

Key Words：radar； detection； accuracy； GPS

1 引言

由于雷達自身的系統誤差和大氣折射等因素，雷達的對目標的探測位置和目標的實際位置有偏差，雷達產品在驗收階段對雷達的探測精度有量化的指標要求，其中兩坐標雷達主要包括距離和方位的探測偏差。探測偏差是指目標的真實位置（目標慣導的經度值、緯度值和高度值）和雷達探測到的目標的位置之間的差值。計算偏差的工作如果由人工計算的方式，不但速度比較慢，且不容易找出雷達探測到的目標的全部信息。通過設計雷達探測精度分析軟件，可以替換人員工作量的70%以上，且有更高的準確性。

2 描述和設計

本軟件的主要功能是找出同一時刻目標位置點對應的雷達探測到的凝聚點，從而用凝聚點和目標的真實位置做對比，得出雷達的探測偏差。由于本軟件的輸入文件是雷達工作時記錄的二進制數據文件和日志文件，以及用于參照的是指定目標的GPS數據文件，故需要設計界面，方便選擇輸入文件和設置需要的參數。軟件基于雷達工作時的記錄文件，所以不同的雷達需要變更輸入文件和讀取文件的數據結構。處理過程涉及到凝聚點、航跡更新點，以及最后的比對分析，將本軟件的處理節點進行拆分，拆分后本軟件主要具備的處理流程圖見圖1。

2.1 目標GPS點篩選雷達的凝聚點

該功能點的輸入文件是二進制凝聚點文件和目標GPS數據文件，核心是雷達探測誤差的大概值，偏差大概值有兩種方法獲取：（1）結合該雷達過去的探測效果，評估出距離和方位的大概偏差值，（2）通過雷達的探測畫面，結合操作員的工作經驗，評估出距離和方位的大概偏差值。在界面上設置距離門限和方位門限，凝聚點通過時間信息匹配當前時刻目標的位置（如果目標的GPS位置信息采樣周期過大，需線性插值），將目標的經緯度值坐標轉換到凝聚點所在坐標系，然后計算凝聚點和目標點的距離差和方位差，將差值小于門限值的凝聚點信息作為疑似目標點輸出，用于匹配航跡更新點。

2.2 疑似目標點篩選航跡更新點

該功能點的輸入是功能點2.1的輸出文件和記錄航跡更新信息的日志文件，目的是找出雷達跟蹤目標形成的所有批號，跟蹤理想的狀態下一個目標只有一個批號，但是由于跟蹤效果不盡相同，所以會形成多個批號。由于點跡的Id號是唯一不重復的，通過疑似目標點的點跡Id號查找航跡更新點能夠找出雷達跟蹤目標時形成的所有批號，此處之所以不使用功能點2.1的距離和方位，或者功能點2.2跟功能點2.1合并處理，是因為航跡更新點是經過系統差調整和濾波的，其距離和方位跟凝聚點的距離和方位有不恒定的差值。本功能點輸出目標所有的航跡號，方便后邊針對特定批號或者所有批號計算距離差和方位差。注意此處得到的批號應做一個人工校驗，防止有非目標的批號。

2.3 篩選指定航跡的航跡更新點

該功能點的輸入文件是記錄航跡更新信息的日志文件，通過界面輸入想要查找（主要來自功能點2.2輸出的航跡號）的航跡號，在航跡更新文件中查找到航跡更新信息，輸出到文件，由于待查找的航跡批號可能存在重復使用的情況，且該功能點不具備自動篩選功能，故需要根據時間信息人工刪除不屬于目標的航跡批號信息。

2.4 航跡更新點篩選凝聚點

該功能點的輸入文件是二進制凝聚點文件和功能點2.3的輸出文件，通過航跡更新點中的點跡Id號跟凝聚點的Id號對比，輸出航跡更新點對應的凝聚點，該功能點的必要性體現在航跡更新點的距離和方位是經過修正和濾波的，其值和凝聚點的距離和方位有偏差，探測精度應該以修正和濾波前的數值作參考。

2.5 計算距離和方位差值

該功能點輸入文件是功能點2.4輸出的雷達探測目標的凝聚點信息文本文件和目標GPS文件，將凝聚點時刻的目標經緯度值（可能需要線性插值）轉換到凝聚點所在的坐標系，得到目標的距離和方位值，做差得到距離和方位偏差，通過調用MATLAB將差值畫圖，并計算均方根誤差。

3 結語

經實踐，該軟件可以較準確高效地計算出雷達的探測精度。本文詳細介紹了雷達探測精度計算過程，為雷達數據處理模塊設計師仿真和評估雷達性能提供了計算探測指標的參考。

參考文獻

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