一种机载雷达对海探测功能等效考核测试方法与流程

1.本发明涉及机载雷达目标检测技术领域，具体涉及一种机载雷达对海探测功能等效考核 测试方法。


背景技术：

2.为了确保我国领海安全，需要对渤海、黄海、东海和南海海域300多万平方公里领海进 行持续海上侦察监视，以有效掌控海上态势。在海军的信息化装备中，机载对海监视雷达具 有作用距离远、探测范围广、环境适应性强等特点，以其独特的优势占据着重要地位。机载 雷达对海探测功能主要是对指定海域进行探测，可对海面船舰目标进行检测、定位和跟踪， 能提供目标的批号、位置和速度等信息。
3.机载雷达的对海探测模式系统设计时，地面显控软件一般采用电子海图来对内陆和海面 进行区域划分，即雷达检测到的目标原始点迹在地面站的显控软件显示时，通过加载电子海 图进行过滤陆地目标建航处理和显示。因地杂波和海杂波的时空变化区别较大，海杂波特征 比地杂波单一，因此雷达系统设计时会采用相对简单的算法抑制海杂波，因此对海探测功能 对内陆水面上的船舰目标检测效果相对较差，因此一般电子海图设计时为了简化，不区分陆 地和内陆的各水系，因此在内陆水系环境中，雷达的对海模式不再处理和显示内陆区域和内 陆水面上的船只目标航迹。
4.由于在产品交付过程中需要对机载雷达各项功能进行验证，整个系统的试飞验证受飞行 空域、天气和陪试目标所在海域海况等多种因素影响。为了完整的验证整个系统的功能，往 往需要耗费大量的人力物力去协调和制定试飞方案，甚至可能因为疫情影响、空域划分和天 气变化等突发因素导致计划变更和无法有效检测等。这种情况下，雷达对海探测功能的交付 验证会耗费大量的人力物力，同时时间容易受突发因素影响，可能会影响产品的正常交付时 间。若不采用现场对海面试飞，而是通过科研记录仪回放对海探测定型飞行采集的原始回波 数据的方式验证对海探测功能，科研状态的记录仪、回波数据、回放的信息流向等需进行鉴 定，无法验证雷达前端(天线、微波网络、频综接收采集等功能模块)工作正常与否，信服 力度不足。为此，提出一种机载雷达对海探测功能等效考核测试方法。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于：如何在内陆地区结合载机平台来开展机载雷达对海探 测模式的功能性等效考核，提供了一种机载雷达对海探测功能等效考核测试方法，该方法在 内陆地区结合载机平台选择合适的水(江、河、湖)面区域，采用对地探测模式(或去掉电 子海图功能通过对海探测模式)对待测水面船舰目标进行探测，以此来开展机载雷达对海探 测模式的功能性等效考核。
6.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：
7.s1：选取试验场地
8.根据雷达性能指标，在内陆区域选择作为雷达待测区域的水域；
9.s2：选取陪试船舰目标
10.根据雷达考核性能指标选取陪试船舰，陪试船舰按照考核标准进行航行试验；
11.s3：规划飞机航线
12.采用无人机作为雷达挂载平台，根据雷达探测距离、陪试船舰目标航行路线和飞行许可 空域规划飞行航线；
13.s4：无人机飞行状态确认
14.无人机全状态起飞，处于巡航状态，进入预先规划航线做水平匀速直线运动；
15.s5：雷达参数设置
16.雷达模式切换到对地探测模式，设置探测距离，进入预先规划航线后，根据飞行方向和 照射水面位置人工设定对地探测模式下雷达指向待测区域的水域，对陪试船舰目标进行观测；
17.s6：检测陪试船舰目标
18.在地面站雷达显控界面上寻找陪试船舰目标，并将探测到的目标位置和运动信息，与陪 试船舰配备的gps和船载ais显示信息进行对比，位置和运动情况吻合则表明对海探测模式 的目标检测功能正常；
19.s7：跟踪陪试船舰目标
20.在检测陪试船舰目标的位置和运动情况吻合的情况下，持续跟踪目标设定时长，同时地 面站雷达显控界面上的目标航迹与船载ais显示信息吻合则表明对海探测模式的目标跟踪功 能正常。
21.更进一步地，对地探测模式和对海探测模式均基于同样的激励源、硬件通道、窄带信号 采集以及回波和信号传输通道，硬件各个环节无区别，信号流向无差别。
22.更进一步地，在所述步骤s1中，雷达待测区域的水域满足雷达探测距离、跟踪时间和飞 机航线规划要求。
23.更进一步地，在所述步骤s2中，所述陪试船舰上安装有gps与船载ais。
24.更进一步地，在所述步骤s4中，所述无人机的典型高度为5000m，速度为150km/h～ 180km/h。
25.更进一步地，在所述步骤s5中，探测距离设置为20～30km。
26.更进一步地，在所述步骤s6中，位置信息具体指的是陪试船舰目标的探测距离和方位信 息，运动信息具体指的是陪试船舰目标的航速和航向信息，将雷达探测获取的上述四个参数 信息与陪试船舰目标上的gps信息中对应参数进行对比，若满足试飞大纲中规定的指标要求， 则判定对海探测模式的目标检测功能正常。
27.更进一步地，在所述步骤s7中，设定时长不少于3min。
28.本发明相比现有技术具有以下优点：该机载雷达对海探测功能等效考核测试方法，利用 对地探测模式来对机载雷达的对海探测功能进行验证，丰富了对海探测模式功能验证的可行 途径，增加了应对场地限制等突发因素的方法途径；在内陆水系进行对海探测功能的验证考 核，增加了内陆飞行试验场地的适用范围；在内陆水系进行对海探测功能的验证考核，避免 了机载雷达进行不同模式功能验证时的转场试验，降低了场地成本和转场试验的人力物力成 本；依然采用现场验证的方式，相比于采用科研记录仪数据回放的方式，本方法的试验验证 更充分；增加了一种交付验收过程中的有效验证途径，提高了交付
验证过程的整体效率，减 少时间成本和其他人力物力成本消耗，有利于确保雷达产品按时交付，值得被推广使用。
附图说明
29.图1是本发明实施例一中等效考核测试方法的示意图；
30.图2是本发明实施例二中雷达对海探测功能和对水面探测测试方法的示意图；
31.图3是本发明实施例二中航线规划的示意图。
具体实施方式
32.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
33.实施例一
34.如图1所示，
35.本实施例提供一种技术方案：一种机载雷达对海探测功能等效考核测试方法，包括以下 步骤：
36.步骤一：选取试验场地
37.结合雷达性能指标，在内陆区域选择适合作为雷达待测区域的水域，需要满足雷达探测 距离、跟踪时间和飞机航线规划等多项要求；
38.步骤二：选取陪试船舰目标
39.结合雷达考核性能指标，选取满足要求的陪试船舰，并能按照考核标准进行航行试验；
40.步骤三：规划飞机航线
41.采用无人机作为雷达挂载平台，结合雷达探测距离、陪试船舰目标航行路线和飞行许可 空域合理规划飞行航线；
42.步骤四：无人机飞行状态确认
43.无人机全状态正常起飞，处于巡航状态，典型高度为5000m，速度为150km/h～180km/h， 进入预先规划航线做水平匀速直线运动；
44.步骤五：雷达参数设置
45.雷达模式切换到对地探测模式(gmti模式)，设置探测距离20～30km，进入预先规划航 线后，结合飞行方向和照射水面位置人工设定gmti模式雷达指向漳河水库区域，对陪试船舰 目标进行观测；
46.步骤六：检测陪试船舰目标
47.在地面站雷达显控界面上寻找陪试船舰目标，并将探测到的目标位置和运动信息，与船 舰配备的gps和船载ais显示信息进行对比，位置和运动情况吻合则表明对海探测模式的目 标检测功能正常；
48.步骤七：跟踪陪试船舰目标
49.在检测目标信息和实际情况吻合的情况下，持续跟踪目标不少于3min，同时地面站雷达 显控界面上的目标航迹与船载ais显示信息吻合则表明对海探测模式的目标跟踪
功能正常。
50.实施例二
51.如图2～3所示，本实施例提供一种技术方案：一种机载雷达对海探测功能 等效考核测试方法，主要包括以下步骤：
52.步骤一：选取试验场地，结合雷达性能指标，在内陆区域选择适合作为雷达待测区域的 水域，需要满足雷达探测距离、跟踪时间和飞机航线规划等多项要求。
53.在本实施例中，选取湖北荆门漳河水库作为雷达待测区域，大致为长条形区域，宽约3km， 长约11km。
54.步骤二：选取陪试船舰目标，结合雷达考核性能指标，选取满足要求的陪试船舰，并能 按照考核标准进行航行试验(考核标准：在试飞大纲中明确，包括陪试舰船的航线、航速等)， 同时需加装gps(global positioning system)和船载ais(automatic identificationsystem)以便与雷达测试结果比对。
55.本实施例中，陪试船舰目标选取船只目标长约15m，高度7m，航行速度可达8节，配备 gps和船载ais。
56.步骤三：规划飞机航线，本实施例雷达挂载平台为无人机，结合雷达探测距离、陪试船 舰目标航行路线和飞行许可空域合理规划飞行航线。
57.本实施例航线规划如附图3所示，结合无人机飞行许可空域、雷达探测距离、雷达探测 范围(幅宽)以及陪试舰船航行路线规划无人机飞行航线，尽可能地确保雷达在飞行航线均 可有效探测到陪试舰船。
58.步骤四：无人机飞行状态确认，无人机全状态(完全符合设计时的指标)正常起飞，处 于巡航状态，典型高度为5000m(典型高度即无人机的典型续航高度，常规中型固定翼无人机 的巡航高度为3000～75000m，典型为5000m)，速度150km/h～180km/h，进入预先规划航线做 水平匀速直线运动。
59.步骤五：雷达参数设置，雷达模式切换到gmti模式(对地探测模式)，设置探测距离20
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30km，进入预先规划航线后，结合飞行方向和照射水面位置人工设定gmti模式雷达指向漳河 水库区域，对陪试船舰目标进行观测。
60.步骤六：检测陪试船舰目标，在地面站雷达显控界面上寻找陪试船舰目标，并将探测到 的目标位置和运动信息，与船舰配备的gps和船载ais显示信息进行对比，位置和运动情况 吻合则表明对海探测模式的目标检测功能正常。
61.在步骤六中，位置信息具体指的是陪试船舰目标的探测距离和方位信息，运动信息具体 指的是陪试船舰目标的航速和航向信息，将雷达探测获取的上述四个参数信息与陪试船舰目 标上的gps信息中对应参数进行对比，若满足试飞大纲中规定的指标要求，则判定对海探测 模式的目标检测功能正常。
62.步骤七：跟踪陪试船舰目标，在检测目标信息和实际情况吻合的情况下，持续跟踪目标 不少于3min，同时地面站雷达显控界面上的目标航迹与船载ais显示信息吻合则表明对海探 测模式的目标跟踪功能正常。
63.满足本方法步骤六和步骤七中的合格判据则表明机载雷达的对海探测模式满足考核要求。
64.需要说明的是，采用对地探测模式对水面行驶的舰船目标进行检测时，采用的方
式与对 地面运动车辆的检测原理/算法一致，只是将目标由车辆改成舰船。对海动目标和对地动目标 探测工作模式均基于同样的激励源、硬件通道、窄带信号采集以及回波和信号传输通道，硬 件各个环节无区别，信号流向无差别，采用对地动目标探测模式飞行可以充分证明对海探测 模式硬件通道正常。对海和对地探测模式在软件上的主要差异在于信号处理的算法差异上， 与硬件无关。在这种情况下，采用对地探测模式验证对海探测功能，一方面是验证硬件设备 的完好性，另一方面则是实现对水面目标探测的功能验证，软件则采用已经过鉴定试验的可 采信装订的软件版本号进行验证。
65.综上所述，上述实施例的机载雷达对海探测功能等效考核测试方法，利用对地探测模式 来对机载雷达的对海探测功能进行验证，丰富了对海探测模式功能验证的可行途径，增加了 应对场地限制等突发因素的方法途径；在内陆水系进行对海探测功能的验证考核，增加了内 陆飞行试验场地的适用范围；在内陆水系进行对海探测功能的验证考核，避免了机载雷达进 行不同模式功能验证时的转场试验，降低了场地成本和转场试验的人力物力成本；依然采用 现场验证的方式，相比于采用科研记录仪数据回放的方式，本方法的试验验证更充分；增加 了一种交付验收过程中的有效验证途径，提高了交付验证过程的整体效率，减少时间成本和 其他人力物力成本消耗，有利于确保雷达产品按时交付，值得被推广使用。
66.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进 行变化、修改、替换和变型。