一種雷達(dá)探測(cè)精度分析軟件的設(shè)計(jì)

張艷浩

摘要：雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中起著至關(guān)重要的作用，其主要功能是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對(duì)目標(biāo)定位，其探測(cè)精度指標(biāo)是衡量裝備性能的重要依據(jù)。本論文針對(duì)驗(yàn)收階段對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)分析的需求，設(shè)計(jì)了一種雷達(dá)探測(cè)精度分析軟件的實(shí)現(xiàn)方法，該方法為雷達(dá)探測(cè)精度分析提供了一種思路，且已驗(yàn)證了其有效性和準(zhǔn)確性。該設(shè)計(jì)為評(píng)估雷達(dá)性能提供了參考。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)；探測(cè)；精度；GPS

中圖分類號(hào)：TN957 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dá)自身的系統(tǒng)誤差和大氣折射等因素，雷達(dá)的對(duì)目標(biāo)的探測(cè)位置和目標(biāo)的實(shí)際位置有偏差，雷達(dá)產(chǎn)品在驗(yàn)收階段對(duì)雷達(dá)的探測(cè)精度有量化的指標(biāo)要求，其中兩坐標(biāo)雷達(dá)主要包括距離和方位的探測(cè)偏差。探測(cè)偏差是指目標(biāo)的真實(shí)位置（目標(biāo)慣導(dǎo)的經(jīng)度值、緯度值和高度值）和雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)的位置之間的差值。計(jì)算偏差的工作如果由人工計(jì)算的方式，不但速度比較慢，且不容易找出雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)的全部信息。通過(guò)設(shè)計(jì)雷達(dá)探測(cè)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(zhǔn)確性。

2 描述和設(shè)計(jì)

本軟件的主要功能是找出同一時(shí)刻目標(biāo)位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的雷達(dá)探測(cè)到的凝聚點(diǎn)，從而用凝聚點(diǎn)和目標(biāo)的真實(shí)位置做對(duì)比，得出雷達(dá)的探測(cè)偏差。由于本軟件的輸入文件是雷達(dá)工作時(shí)記錄的二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件和日志文件，以及用于參照的是指定目標(biāo)的GPS數(shù)據(jù)文件，故需要設(shè)計(jì)界面，方便選擇輸入文件和設(shè)置需要的參數(shù)。軟件基于雷達(dá)工作時(shí)的記錄文件，所以不同的雷達(dá)需要變更輸入文件和讀取文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。處理過(guò)程涉及到凝聚點(diǎn)、航跡更新點(diǎn)，以及最后的比對(duì)分析，將本軟件的處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拆分，拆分后本軟件主要具備的處理流程圖見(jiàn)圖1。

2.1 目標(biāo)GPS點(diǎn)篩選雷達(dá)的凝聚點(diǎn)

該功能點(diǎn)的輸入文件是二進(jìn)制凝聚點(diǎn)文件和目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)文件，核心是雷達(dá)探測(cè)誤差的大概值，偏差大概值有兩種方法獲?。海?）結(jié)合該雷達(dá)過(guò)去的探測(cè)效果，評(píng)估出距離和方位的大概偏差值，（2）通過(guò)雷達(dá)的探測(cè)畫面，結(jié)合操作員的工作經(jīng)驗(yàn)，評(píng)估出距離和方位的大概偏差值。在界面上設(shè)置距離門限和方位門限，凝聚點(diǎn)通過(guò)時(shí)間信息匹配當(dāng)前時(shí)刻目標(biāo)的位置（如果目標(biāo)的GPS位置信息采樣周期過(guò)大，需線性插值），將目標(biāo)的經(jīng)緯度值坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到凝聚點(diǎn)所在坐標(biāo)系，然后計(jì)算凝聚點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的距離差和方位差，將差值小于門限值的凝聚點(diǎn)信息作為疑似目標(biāo)點(diǎn)輸出，用于匹配航跡更新點(diǎn)。

2.2 疑似目標(biāo)點(diǎn)篩選航跡更新點(diǎn)

該功能點(diǎn)的輸入是功能點(diǎn)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(dá)跟蹤目標(biāo)形成的所有批號(hào)，跟蹤理想的狀態(tài)下一個(gè)目標(biāo)只有一個(gè)批號(hào)，但是由于跟蹤效果不盡相同，所以會(huì)形成多個(gè)批號(hào)。由于點(diǎn)跡的Id號(hào)是唯一不重復(fù)的，通過(guò)疑似目標(biāo)點(diǎn)的點(diǎn)跡Id號(hào)查找航跡更新點(diǎn)能夠找出雷達(dá)跟蹤目標(biāo)時(shí)形成的所有批號(hào)，此處之所以不使用功能點(diǎn)2.1的距離和方位，或者功能點(diǎn)2.2跟功能點(diǎn)2.1合并處理，是因?yàn)楹桔E更新點(diǎn)是經(jīng)過(guò)系統(tǒng)差調(diào)整和濾波的，其距離和方位跟凝聚點(diǎn)的距離和方位有不恒定的差值。本功能點(diǎn)輸出目標(biāo)所有的航跡號(hào)，方便后邊針對(duì)特定批號(hào)或者所有批號(hào)計(jì)算距離差和方位差。注意此處得到的批號(hào)應(yīng)做一個(gè)人工校驗(yàn)，防止有非目標(biāo)的批號(hào)。

2.3 篩選指定航跡的航跡更新點(diǎn)

該功能點(diǎn)的輸入文件是記錄航跡更新信息的日志文件，通過(guò)界面輸入想要查找（主要來(lái)自功能點(diǎn)2.2輸出的航跡號(hào)）的航跡號(hào)，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(hào)可能存在重復(fù)使用的情況，且該功能點(diǎn)不具備自動(dòng)篩選功能，故需要根據(jù)時(shí)間信息人工刪除不屬于目標(biāo)的航跡批號(hào)信息。

2.4 航跡更新點(diǎn)篩選凝聚點(diǎn)

該功能點(diǎn)的輸入文件是二進(jìn)制凝聚點(diǎn)文件和功能點(diǎn)2.3的輸出文件，通過(guò)航跡更新點(diǎn)中的點(diǎn)跡Id號(hào)跟凝聚點(diǎn)的Id號(hào)對(duì)比，輸出航跡更新點(diǎn)對(duì)應(yīng)的凝聚點(diǎn)，該功能點(diǎn)的必要性體現(xiàn)在航跡更新點(diǎn)的距離和方位是經(jīng)過(guò)修正和濾波的，其值和凝聚點(diǎn)的距離和方位有偏差，探測(cè)精度應(yīng)該以修正和濾波前的數(shù)值作參考。

2.5 計(jì)算距離和方位差值

該功能點(diǎn)輸入文件是功能點(diǎn)2.4輸出的雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的凝聚點(diǎn)信息文本文件和目標(biāo)GPS文件，將凝聚點(diǎn)時(shí)刻的目標(biāo)經(jīng)緯度值（可能需要線性插值）轉(zhuǎn)換到凝聚點(diǎn)所在的坐標(biāo)系，得到目標(biāo)的距離和方位值，做差得到距離和方位偏差，通過(guò)調(diào)用MATLAB將差值畫圖，并計(jì)算均方根誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐，該軟件可以較準(zhǔn)確高效地計(jì)算出雷達(dá)的探測(cè)精度。本文詳細(xì)介紹了雷達(dá)探測(cè)精度計(jì)算過(guò)程，為雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)師仿真和評(píng)估雷達(dá)性能提供了計(jì)算探測(cè)指標(biāo)的參考。

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