機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法及應(yīng)用實(shí)踐微探

梁宛勝

機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法及應(yīng)用實(shí)踐微探

梁宛勝

中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局，廣東 廣州 510406

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)工作已經(jīng)引起人們的重視。在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視的過(guò)程中，采用合理的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，不僅能夠有效保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且還能保證機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的各項(xiàng)設(shè)備得到更好的利用。因此，主要分析了機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法的具體應(yīng)用，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一定的參考與幫助。

機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)；目標(biāo)監(jiān)測(cè)

在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)具有特別重要的作用。通過(guò)采用合理的場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，能夠有效保證檢測(cè)質(zhì)量，進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，本文主要分析機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法和應(yīng)用，從而保證機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

1 研究機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法的重要性

機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)主要用來(lái)監(jiān)視機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的飛機(jī)，包括汽車與跑道異物等，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)屬于一次雷達(dá)。由于其波束照射范圍比較廣，與其它物體之間存在一定的回波效應(yīng)。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的跑道與滑行道存在反射面，反射面會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)的反射回波。通過(guò)采用合理的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，能夠更好地監(jiān)視機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的各項(xiàng)設(shè)備，進(jìn)一步提高各項(xiàng)設(shè)備的利用率。

通過(guò)研究機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供更加準(zhǔn)確的監(jiān)視數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面各項(xiàng)設(shè)備的利用率。由于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的設(shè)備分布比較復(fù)雜，因此為了保證各項(xiàng)設(shè)備能夠更好地運(yùn)行，采取合理的檢測(cè)方法具有關(guān)鍵作用。另外，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的各項(xiàng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，為了有效保證其運(yùn)行效率，工作人員需要結(jié)合機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行情況，采用合理的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，從根本上保證各項(xiàng)設(shè)備得到更好的利用[1]。

2 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)特點(diǎn)

在一些大型的機(jī)場(chǎng)中，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法的應(yīng)用比較廣泛。20世紀(jì)70年代初，北京國(guó)際機(jī)場(chǎng)與上海浦東機(jī)場(chǎng)開(kāi)始采用機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法[2]。現(xiàn)階段，在我國(guó)大部分機(jī)場(chǎng)中，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法的應(yīng)用已經(jīng)逐漸走向正軌，在一定程度上減少了安全事故的發(fā)生，保證了機(jī)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。由于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)具有良好的檢測(cè)性能，如信號(hào)傳輸性能，因此在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面檢測(cè)中具有良好的發(fā)展空間。

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)也得到了快速發(fā)展。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)能夠保證接收信號(hào)的準(zhǔn)確性，具有良好的信號(hào)分辨性能。通過(guò)方位向上窄波束工作，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)能夠更好地辨識(shí)保證工作方位中的信號(hào)，幫助工作人員更好地獲得二維高分辨實(shí)孔徑圖像。將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)進(jìn)行有效結(jié)合，不僅能夠保證雷達(dá)信號(hào)的準(zhǔn)確性，而且還能夠提高圖像的清晰度，幫助工作人員更好地了解機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行情況。

除此之外，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)能夠?yàn)闄C(jī)場(chǎng)場(chǎng)面管制人員與飛行人員提供良好的監(jiān)視數(shù)據(jù)。機(jī)場(chǎng)管制人員與飛行人員接收到監(jiān)視數(shù)據(jù)之后，能夠合理調(diào)整飛機(jī)的運(yùn)行速度，進(jìn)一步提高各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行效率。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)中具有良好的監(jiān)視功能，能夠保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而更好地利用機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中的各項(xiàng)設(shè)備。

3 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法應(yīng)用實(shí)踐

3.1 基本算法流程

根據(jù)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)回波信號(hào)的運(yùn)行情況，并結(jié)合各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用合理的算法流程具有特別重要的作用。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法的基本算法流程為：首先，工作人員需要收集大量的雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，保證實(shí)徑孔圖像的生成質(zhì)量；其次，通過(guò)合理劃分機(jī)場(chǎng)活動(dòng)區(qū)域，進(jìn)一步提高雜波背景圖的生成質(zhì)量；最后，制定合理的背景法檢測(cè)目標(biāo)，并做好相應(yīng)的估算工作，從根本上保證雷達(dá)信號(hào)的回波質(zhì)量[3]。

在生成實(shí)孔徑圖像的過(guò)程中，需要保證雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高圖像的分辨率，保證方向窄波信號(hào)質(zhì)量。通過(guò)合理劃分平面圖區(qū)域，合理布置機(jī)場(chǎng)周圍的草地，保證建筑區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)在檢測(cè)范圍內(nèi)，不斷提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)選擇合理的檢測(cè)范圍，能夠有效減少算量，保證雷達(dá)檢測(cè)信號(hào)得到更好的利用。另外，在處理圖像的過(guò)程中，需要做好相應(yīng)的預(yù)處理工作，嚴(yán)格控制孔徑圖像的平滑度，去除濾波[4]。

在更新雜波圖的過(guò)程中，根據(jù)天氣變化情況，嚴(yán)格控制各項(xiàng)數(shù)據(jù)，盡量減少雜波圖的變化次數(shù)。通過(guò)比較背景雜波圖與高分辨率圖，能夠保證幀差圖像的生成質(zhì)量。在此過(guò)程中，工作人員需要設(shè)定合理的界定數(shù)值，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在雜波背景圖形成之后，可能會(huì)存在大量的虛警點(diǎn)，可以采取形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行處理。

3.2 雜波背景對(duì)消

在雜波背景圖中，由于其內(nèi)部不包括目標(biāo)雷達(dá)接收信號(hào)圖像，因此雜波背景圖主要分為兩種，分別是靜態(tài)雜波圖與動(dòng)態(tài)雜波圖[5]。其中，靜態(tài)雜波圖主要指的是提前生成的雜波圖，動(dòng)態(tài)雜波圖則是經(jīng)過(guò)一系列變動(dòng)之后，回波數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的更新后得到的圖像。在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中，存在很多的目標(biāo)。為了保證機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，相關(guān)工作人員需要結(jié)合各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，制定合理的靜態(tài)雜波背景圖，在制定的過(guò)程中，采用加權(quán)平均法較多。

為了保證雜波背景對(duì)消工作的順利進(jìn)行，相關(guān)工作人員需要結(jié)合雜波圖的幀數(shù)，采用相應(yīng)的參數(shù)，并合理確定檢測(cè)目標(biāo)。通常情況下，回波目標(biāo)主要指的是飛機(jī)與汽車等，而一些背景區(qū)域的回波則主要是地面與草坪等。與目標(biāo)回波相比，背景回波的強(qiáng)度較弱。將背景回波與目標(biāo)回波進(jìn)行結(jié)合，能夠增大背景圖的幅度，減小回波信號(hào)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響。為了提高雜波背景對(duì)消質(zhì)量，工作人員需要對(duì)雜波進(jìn)行合理的分類，并結(jié)合機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行情況，采用合理的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用率。

3.3 目標(biāo)團(tuán)簇凝聚與邊緣跟蹤

雜波背景對(duì)消完畢后，能夠得到目標(biāo)團(tuán)簇凝聚圖像。根據(jù)相關(guān)分析得知，為了保證目標(biāo)凝聚圖像質(zhì)量，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行合理分解。一般情況下，為了保證各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)得到更好的利用，需要去除腐蝕外表，并消除素簇的外圍一圈，從根本上提高目標(biāo)團(tuán)簇圖像質(zhì)量[6]。由于目標(biāo)團(tuán)簇凝聚數(shù)據(jù)較多，相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中，需要結(jié)合各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行情況，采用合理的數(shù)據(jù)，從根本上保證目標(biāo)凝聚圖像的生成質(zhì)量。

除此之外，處理目標(biāo)團(tuán)簇凝聚后，會(huì)形成相應(yīng)的二維圖像。由于此二維圖像具有一定的不規(guī)則性，通常為方塊形狀，因此為了找到圖形輪廓，需要明確各個(gè)坐標(biāo)參數(shù)，并采取相應(yīng)的跟蹤法，嚴(yán)格控制跟蹤邊緣，保證目標(biāo)團(tuán)簇?cái)?shù)據(jù)得到有效利用。通過(guò)應(yīng)用合理的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，能夠保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及圖像的生成質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)采用合理的基本算法流程，保證雜波背景對(duì)消質(zhì)量，并做好目標(biāo)團(tuán)簇凝聚與邊緣跟蹤工作，能夠保證機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用率。但是，相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中，依然會(huì)遇到很多問(wèn)題。這就需要工作人員不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，從而保證機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面中各項(xiàng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]陳建軍，孫俊，李申，等.機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)新方法[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2016（3）：555-561.

[2]夏正洪，吳岳洲，盧國(guó)盼.基于視頻圖像處理的機(jī)場(chǎng)航空器沖突檢測(cè)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2015（12）：24-28.

[3]沈杰，晏勇.機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)反雜波性能分析[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2015（2）：123-126.

[4]丘美玲.MLAT系統(tǒng)在廣州機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技傳播，2016（20）：190-191.

[5]沈杰，彭光梅，晏勇.一種機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)的設(shè)計(jì)考慮[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015（28）：82-83.

[6]譚久宏.民用機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)選址問(wèn)題的探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（24）：69-70.

Target Detection Method and Application Practice of Airport Scene Surveillance Radar

Liang Wansheng

CAAC Central and Southern Regional Administration, Guangdong Guangzhou 510406

In the rapid development of the national economy, the detection of radar targets in airport scene surveillance has attracted people's attention. In the process of monitoring the airport scene, using a reasonable radar target detection method can not only effectively ensure the accuracy of the test data, but also ensure the better use of various equipment in the airport scene. Therefore, the paper mainly analyzes the specific application of the airport scene monitoring radar target detection method, hoping to provide relevant staff with some reference and help.

airport scene surveillance radar; target monitoring

TN957.52

A