雷达组网探测资源可监控性分析*

叶朝谋，丁建江，林周进，王年生

（1.空军预警学院，武汉 430019；2.解放军95112部队，广东 佛山 528227；3.驻上海航天局八○四研究所军事代表室，上海 201109）

雷达组网探测资源可监控性分析*

叶朝谋1，2，丁建江1，林周进3，王年生1

（1.空军预警学院，武汉 430019；2.解放军95112部队，广东 佛山 528227；3.驻上海航天局八○四研究所军事代表室，上海 201109）

探测资源可监控性是实现雷达组网系统资源优化管理与控制的前提，与管控灵活性有着密切的关系。以雷达群组网系统为背景，综合考虑组网探测资源可监控性需求、技术可行性与经济性等因素，深入分析了雷达组网系统指控中心、组网雷达及附属设备等资源的可监视性与可控性，并提出了探测资源可监控性设计原则，这对组网管控系统及组网雷达的升级改造与研制具有一定的指导与参考价值。

雷达组网，资源管控，资源监控

引言

雷达组网资源优化管理与实时控制的实现，除了要求各探测资源满足接口与信息交互格式外，还需具有一定可监控性。探测资源可监控性与资源管控系统的灵活性等有着密切联系，是资源管控系统设计需考虑的重要因素。国外发达国家的雷达组网技术水平较高，但由于军事保密等原因几乎没有相关公开文献。而当前国内有关雷达组网探测资源可监控性方面的研究不够深入，仅有少数国内公开文献［1-7］对此有简单提及，但远不够系统全面，因此，有必要对此进行全面深入分析。

1 雷达组网系统探测资源

如下页图1所示，按所属域类别划分，探测资源可分为认知域、信息域与物理域；按系统组成划分，探测资源可分为信息处理、通信网络、组网雷达、附属设备以及数据库等。

2 探测资源可监控性分析

探测资源可监控性可有多种不同划分方法，如按可监控程度可将探测资源分为以下几个级别：①不可监视资源；②可监视资源，主要包括探测资源的设备性能状态（一般可分为正常、性能下降或能耗程度、故障、未知等不同状态程度），以及探测效果状态；③可控资源，还可进一步细分为可选与可调两个级别，主要是探测资源的模式参数，且可控同时也兼具可监视性。

图1 雷达组网系统探测资源

根据系统规模与技术体制等不同，各类雷达组网系统对探测资源的可监控性要求一般是不同的，且同一系统内的不同管控节点对探测资源的可监控性要求也不一定相同。本文以雷达群组网系统为典型背景，考虑工程技术可行性与经济性等因素，从一般意义上深入分析探测资源可监控性，相关结论对其他体制组网系统也具有重要参考意义。

2.1 组网指控中心资源可监控性

组网指控中心主要执行资源管控与信息融合两大功能。

2.1.1 组网指控中心资源可监视性

组网指控中心可监视内容主要包括：

（1）设备状态：组网指控中心各分系统或分机设备状态、系统各应用软件运行状态、时间能量消耗状态、信息处理负载状态等；组网雷达各分系统或分机设备状态；通信链路设备状态；附属设备状态。

（2）探测效果状态：输入目标信息数量；输入信息质量状态，主要包括对时间误差、站址坐标误差、传输延时误差、随机测量误差、高度误差、探测概率、杂波干扰统计、正北精度、识别正确率等；系统探测效果，即组网探测系统实际上完成上级、友邻或武器系统下达情报信息任务的程度，主要包括系统航迹融合更新率、融合信息质量、综合识别正确率、系统探测概率等；控制命令执行状态。

2.1.2 组网指控中心资源可控性

（1）资源管控系统可控性

资源管控系统可控内容主要包括：

①优化选择与部署：组网雷达、通信网络及附属设备的选择与优化部署，以及相关优化目标函数参数设置。

②组网控制方式：如按一体化紧密程度可划分为紧密方式、松散方式、散播方式等，分别对应不同的情报保障任务。

③组网探测模式：如按目标类型可分为常规目标模式、低空目标模式、高速高机动目标模式、反隐身模式等。

④雷达及附属设备模式参数：雷达、通信与附属设备的开关机、工作模式、工作参数。

（2）信息融合系统可控性

信息融合系统可控内容主要包括：

①探测信息输入：主要包括信息类型选择，如选择点迹或航迹等；上报区域，即设置雷达探测信息上报区域或禁报区域；检测门限，即可分区设置组网雷达的最佳检测门限。

②融合模式算法：主要包括融合区域，针对不同目标、环境与输入信息质量等情况，进行融合分区控制，实现在不同区域选择相适应的融合模式、算法及参数；融合模式选择，点迹融合、航迹融合、点/航迹融合等不同融合模式的选择；融合算法，针对常规目标、强杂波环境、高速高机动目标、低可观测目标等不同目标环境条件选择合适的融合算法，如二维数据关联、多维数据关联、整体关联、MHT关联等关联算法，Kalman、IMM、AGX等滤波算法以及综合识别算法等等。

③融合参数：主要包括融合预处理参数；相关参数，如起始速度、起始夹角、起始高度、起始时间间隔、粗关联门限、精关联门限、雷达点迹时标误差容许门限、距离门限等；复合跟踪参数，如重复判断门限、虚假判断参数、隶属度判别参数等；平滑参数，如平滑系数、滤波参数等；系统误差修正，如站址误差、时间误差、时延、测量误差等修正校准。

2.2 组网雷达可监控性

不同技术体制雷达可以实现的可监控程度有所差异，如常规雷达、相控阵雷达、无源雷达、球载等升空平台雷达等具有不同的可监控性。本文主要以常规雷达与相控阵雷达为例进行分析。

2.2.1 组网雷达可监视性

（1）设备状态：雷达各分系统状态如天馈、发射、接收、信号处理、终端、监控、机电等设备状态；雷达时间能量消耗状态；雷达信息处理负载状态；雷达通信链路设备状态；雷达附属资源设备状态。

（2）探测效果状态：获取目标信息的数量；获取目标信息的质量状态，主要包括杂波干扰统计、野值数据统计、信息幅度、噪声电平、干扰环境、信息精度、识别正确率等；雷达探测效果；控制命令执行状态。

2.2.2 组网雷达可控性

组网雷达可控内容主要包括：

（1）系统误差：主要包括站址误差、测量误差、时间误差。

（2）控制方式：主要包括人工控制、半自动控制、自动控制。

（3）开关机：开机、待机、关机控制。

（4）雷达工作模式：根据不同标准有多种划分方法，如按目标类型可分为隐身目标模式、小目标模式、低空目标模式等。

（5）扇区管理：将空间划分为多个扇区，如对于常规雷达，可分别设置各扇区的发射与静默状态、信号波形、频率、重复周期、接收与处理方式方法等工作模式及参数；对于相控阵雷达，可分别设置各扇区的优先级、搜索/跟踪模式、数据率、频率、波形、重复周期、接收与处理方式方法等工作模式与参数。

（6）区域管理：设置各空间区域内的检测门限以及点/航迹禁报区域等。

（7）天线系统：对于常规雷达，主要包括天线转速、转向、天线俯仰，以及副瓣对消、副瓣匿影等辅助措施；对于相控阵雷达，主要包括阵面指向、各分区或跟踪目标数据率、多波束方式以及各波束信号参数等。

（8）发射系统：主要包括①发射开关控制；②极化方式；③变频方式；④重复频率，如多重复频率、重频抖动、重频参差抖动等；⑤功率管理；⑥信号波形及波形参数。

（9）接收系统：主要是对线性中放、对数中放、STC、常规AGC、噪声AGC、IAGC、DAGC、杂波图AGC以及特殊增益控制方式等的选择。

（10）信号处理系统：主要包括①处理方式，如正常通道、非相参MTI、MTI/AMTI、MTD、PD等；②雷达检测门限；③CFAR方式。

（11）数据处理系统：雷达点迹数据处理的针对性较强，与雷达的工作参数及信号处理的方式如波束形状、天线转速、重复频率、相参处理脉冲数等密切相关，需根据不同雷达工作参数设置相应的野值剔除、归并与凝聚处理算法、准则和门限以及录取方式等。对于航迹处理，包括跟踪方式如正常跟踪、记忆跟踪、前沿跟踪、帧间滤波、检测前跟踪方式等；关联滤波算法如概率数据关联滤波、最近邻域关联滤波、模糊关联滤波、多因子综合关联滤波等；以及跟踪波门大小等。

2.3 通信网络及附属设备可监控性

通信网络可监控内容主要包括：①通信方式，如光纤、军/地程控交换、散射、微波；短波等方式；②通信链路开关；③通信路由；④传输速率；⑤传输数据格式。

附属设备主要包括二次雷达、敌我识别器、告警设备、诱饵设备、干扰设备以及电站设备等。一般要求开关机与工作模式可监控，有些甚至可进行工作参数控制。

3 雷达组网探测资源可监控性设计原则

实践证明，组网雷达可监控程度越高，组成的雷达组网探测系统灵活性就越好，系统战场适应能力越强，但同时管控系统设计难度更大，费用更高，管控操作也会更复杂。因此，雷达组网探测资源可监控性设计时应综合考虑技术可行性、经济性及情报要求等多方面因素。一般而言，可监控性设计应遵循以下几点原则：

（1）可控操作模式化：组网系统需要调整的模式参数众多，且不同雷达模式参数也不完全相同，因此，调整各项模式参数不仅需要耗费较长时间，而且对操作人员的技术要求非常高。为了提高系统的灵活适应性与协同控制操作简便性，一个可行的方法是针对不同目标与环境特性，按系统设备组成对组网指控中心、各组网雷达与附属设备等，分别进行各项模式参数优化设计并封装成为各类组网探测模式，以便战时有针对性地进行调用与实时调整，实现模式化组网协同控制，提高系统控制实时性与操作简便性。

（2）系统模块通用化：为了满足机动组网要求以提高战场适应能力，各系统组成除了满足组网信息接口和格式的通用化基本要求外，还要满足入网雷达变动时快速组网要求。因此，组网指控中心与组网雷达可控性设计还应注意模块化通用化能力，如设计工作模式可变的雷达通用信号处理机、通用组网终端等。

（3）可控要求分级化：考虑到组网系统对已有雷达的适用性以及新研制雷达实现不同可控要求的经费需求，可视情提出适当的可监控性需求。一般可采用定性分级方法，如低级可控性，对于老旧雷达可进行改造升级达到能输出航迹信息即可；高级可控性，对于新研雷达要求可输出点/航迹信息，可进行远程遥控参数操作。

4 结束语

本文对雷达组网探测资源的可监控性进行了全面系统地深入分析并提出了可监控性设计原则，对组网管控系统与组网雷达可控性改造或研制设计有一定的指导与参考价值。随着雷达组网技术的不断发展，组网系统对资源管控的要求将日益提高，同时对组网探测资源的可监控性要求也会更高。在雷达组网管控系统与组网雷达研制过程中要转变设计理念，总体设计除了满足组网信息接口和格式的基本要求外，更要对每个分系统进行深入的控制灵活性设计和功能完善性设计，提升雷达组网探测的作战性能。

［1］丁建江，周 琳，华中和.基于点迹融合与实时控制的雷达组网系统总体论证与设计［J］.军事运筹与系统工程，2009，23（2）：21-24.

［2］王国宏，孙保良，车志宇.防空雷达网体系结构与关键技术［J］.海军航空工程学院学报，2003，18（2）:201-205.

［3］邵锡军，周 琳.预警探测系统雷达组网技术研究［J］.现代雷达，2003，25（9）：1-4.

［4］Ng G W，Ng K H.Sensor Management-what，Why and How［J］.Information Fusion，2000，7（1）：67-75.

［5］丁建江，周 琳，华中和.雷达群组网对雷达的需求分析［J］.空军雷达学院学报，2008，22（3）：157-160.

［6］Benaskeur A R，Rhéaume F.Adaptive Data Fusion and Sensor Management for Military Applications［J］.Aerospace Science and Technology，2007，11（4）：327-338.

［7］Xiong N，Svensson P.Multi-sensor Management for Information Fusion:Issues and Approaches［J］.Information Fusion，2002，9（2）：163-186.

Analysis of Monitoring Capability of Radar Network Detection Resource

YE Chao-mou1，2，DING Jian-jiang1，LIN Zhou-jin3，WANG Nian-sheng1
（1.Air Force Early Warning Academy，Wuhan 430019，China；2.Unit 95112 of PLA，Fushan 528227，China；
3.Military Representative Office in 802 Institute of Shanghai Bureau of Astronautics，Shanghai 200090，China）

Monitoring capability of detection resource is precondition to realize radar network resource optimization control and is closely related to control agility.Based on netted radar systems and in consideration of factors such as requirement of monitoring capability，technology feasibility and economy，monitoring capability of command center，radar and auxiliary equipments are analyzed and design principle of monitor capability of detection resource is presented.The results provide theoretical guidance and reference to reconstruction and design of resource control system and radar.

radar network，resource control，resource monitoring

TN95

A

1002-0640（2014）11-0001-03

2013-09-05

2013-11-07

军队“十二五”预研项目（51307010102）；全军军事学研究生课题（2011JY002-537；2012JY002-601）

叶朝谋（1980- ），男，湖北洪湖人，博士研究生，工程师。研究方向：雷达组网资源优化管理与控制。