如何提高雷达定位的精度

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1、.如何提高雷达定位的精度艾晓彬（公安海警高等专科学校船艇指挥系，浙江宁波315801）摘要：该篇论文根据雷达定位原理，充分分析影响雷达定位的各要素及其产生的误差的基础上，提出了如何提高雷达定位精度的措施。关键词：雷达定位；定位精度；雷达波1引言：我国海洋面积广阔、岛屿众多，海底地形地貌复杂多样,沿海近岸多海滩、礁石和沉船等危险海域。随着我国经济的迅猛发展，海上交通越来越繁忙，海上各种突发事故和各种犯罪行为也随之增多。这使得我海警部队执勤任务日益繁重，需要随时随地做好出海准备。因此，安全导航是圆满完成执勤任务重要保障。雷达是一种自主式导航设备，雷达除了用于避碰、

2、狭水道及进出港和向其它仪器提供海面物标信息，可以导航定位。雷达定位有作用距离远，提供的数据精度高、显示直观，且不受夜色、云、雨、雾等环境能见度复杂的气象条件限制的优点，利用雷达定位是沿岸航行中一种比较常用方法。目前，我国海警部队都已经装备了导航雷达，这对于保障海警船艇航行的安全发挥着重要作用。但由于雷达显示图像不同于海图上的形状，显示不仅有真实的回波，还有假回波和干扰回波，且给出的一些数据有一定的误差等缺点，如何利用雷达进行准确定位，提高雷达定位精度是保证航行安全的重要手段。2雷达定位原理及回波影象的识别2.1雷达定位原理雷达定位主要是通过雷达测方位、测距离来

3、实现的，是通过雷达给予的物标方位和距离数据通过作图反映到海图上，就能得到当前的船位点。..2.1.1雷达测距的原理雷达工作时，发射机经天线向空中发射一串重复周期一定的超高频发射脉冲信号的电磁波，其传播性能与光波比较接近。如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的超高频发射脉冲回波信号。电磁波测定目标的距离，是依据电磁波在传播中所遵循的规律达到的，即：电磁波在均匀介质中是直线传播的；电磁波在传播中遇到目标（障碍物）会发生反射；电磁波在均匀介质中是匀速传播的。由于电磁波传播的速度C=3×108米/秒或C=300米/微秒，所以，只要准确

4、测出电磁波往返的时间△t，则可用下式求得物标的距离：D=△t·C/2或D（米）=150×△t（微秒）在实际使用中，雷达是根据物标在扫描线上的回波到荧光屏中心的长度来测定到物标的距离，当发射的脉冲波被物标反射回来为天线所接受的同时，使正在扫描中的光点产生较强的辉光，因而在扫描线上的某一相应位置便形成了物标的回波。只要知道回波影象离荧光屏中心的距离，根据扫描线的总长度代表的时间，即可通过距标圈测出物标的距离来。2.1.2雷达测方位的原理由于雷达发射的电磁波在空间（近似乎均匀介质）是直线传播的；电磁波在传播过程中遇到目标会发生反射；雷达天线具有良好的方向性，且能定向

5、的发射和接收电磁波信号。如果天线旋转，依次向四周发射与接受，当在某个方向收到物标回波时，只需记住此时的天线方向就可知道物标的方向。在实际使用中，是通过天线联动装置使扫描线与天线保持方向同步，这样荧光屏上回波影象出现的方向即为物标的方位，可通过荧光屏周围的方位来读取。2.2.雷达影象的识别雷达定位是通过观测雷达显示器上物标的回波的影象进行的。雷达影象只是周围物标的平面图象，而且与物标的真实形状相比，尚有一定程度的失真。为了正确地进行雷达定位，除掌握雷达的各项基本特性外，还必须了解在正常情况下雷达影象的失真特点。识别雷达影象时应考虑以下几点：2.2.1展宽..由于

6、雷达波束有一定的宽度，当水平波束的一侧边沿与物标接触时，便有回波产生并在轴线OA，即扫描线方向开始显示出来。随着天线的转动，回波亦随之展宽。当波束的另一侧边沿与物标脱离时，回波在新的波束轴线方向OB终止。而在荧光屏上，原来的物标变成了弧形展宽的回波影象。2.2.2伸长因为雷达脉冲有一定的宽度，当脉冲的前沿与物标相接触时，在荧光屏上便开始产生回波，随着光点沿半径方向外侧扫描，回波亦可随之而向外延伸。每发射一次脉冲雷达波就传播了t或距离S,但在荧光屏上显示的是单程距离，所以回波影象伸长了S/2的长度。此外，还要加一倍光点直径d所对应的长度，向内侧和外侧各伸长d/2

7、。2.2.3回波的综合变形与粘连由于物标显影同时存在展宽和伸长的现象，对于任意物标，尤其是很小的物标，如浮标，将显示一个显然比相当于按比例尺缩小的实体大得多的回波影象。一般地说，在远距离上，回波横向展宽比较突出，在近距离上，回波纵向伸长比较突出，特别说小物标，更为明显，所以仅仅根据船艇回波形状来推断船艇的首向是不正确的。如果在同一方向上有两个孤立小物标，其间距小于S/2加上光点直径相当的距离，其显影就会粘连在一起，分不出是两个物标，如果有两个孤立小物标，它们到天线的距离相等，天线到它们相邻边缘的夹角小于一个水平波束角加上光点直径所对应的角度，它们的显影也会粘在

8、一起，分不出是两个物标。2.2.4遮挡