雷达组网中数据融合的研究

雷达组网中数据融合的研究

摘要：随着电子干扰技术的不断发展，单部雷达面临的威胁越来越大。雷达组网可以充分利用各单部雷达的资源和信息融合优势，将多部不同体制、不同频段、不同极化方式的雷达组成一个整体，极大提高了整体作战能力。本文在简述雷达组网的基础上，重点介绍了雷达组网中的数据融合技术。

关键字：多传感器雷达组网数据融合

1引言

随着技术的进步，雷达的性能经受了严峻的考验。强大的欺骗性、压制性电子干扰使雷达迷盲、性能降低或者完全失效。据报道，国外新型多功能综合干扰飞机已经把电子侦察、告警和干扰有机地结合在一起，通过计算机分析、判断、决策，大大提高了干扰的效能，雷达的效能被大大降低[1]。单部雷达已经很难应对越来越复杂的电磁环境。

雷达组网，是指通过将多部不同体制、不同频段、不同工作模式、不同极化方式的雷达或者无源侦察装备适当布站，借助通信手段链接成网，并由中心站统一调配，从而形成的一个有机整体。网内各雷达和雷达对抗侦察装备的信息（原始信号、点迹、航迹等）由中心站收集，综合处理后形成雷达网覆盖范围内的情报信息，并按照战争态势的变化自适应地调整网内各雷达的工作状态，发挥各个雷达和雷达对抗侦察装备的优势，从而完成整个覆盖范围内的探测、定位和跟踪等任务[2]。

现代干扰技术还没有发展到对雷达组网系统实施有效的欺骗性干扰[1]，针对单部雷达的欺骗干扰，无法对整个雷达组网产生有效影响。对整个雷达网进行干扰，要求干扰机具有极高的信号侦察、分选能力以及较高的干扰功率，这往往是很难达到的，因此雷达组网具有较好的抗干扰能力。从数据处理的方式来分，雷达组网分为集中式和分布式。分布式雷达组网，是指组网中的每部雷达都有各自的处理器，通过预处理产生目标跟踪航迹，汇总至融合中心，由融合中心进行时间空间配准、航迹关联和航迹融合，最终生成目标的航迹[3]。和集中式雷达组网相比，分布式雷达组网具有系统可靠性高、各站与融合中心通信量小等优点。

规模较大的雷达组网系统，尤其是多部不同体制、不同频段的雷达组网，一般采用分布式结构，可以充分利用子雷达站，节约通信资源，有效的提高雷达网整体性能。本文重点对分布式雷达组网进行研究，对整个雷达网数据处理流程建模仿真，并对雷达组网抗干扰能力进行分析。本文从现实需求出发，立足于提高现有体制组网的性能，研究了雷达组网数据处理仿真流程，通过设置典型场景对其抗干扰能力进行评估。论文的研究成果可为应对外军雷达组网系统提供理论基础，同时为我国雷达组网系统提供良好的技术储备。

2概述

雷达组网不是雷达简单的拼凑，而是在优化组网基础上将多部不同频段、不同体制、不同工作模式、不同极化方式的雷达进行适当的、合理的优化布站，并通过网络进行联结，使雷达资源优化配置协同运作，对网内各部雷达的信息以“网”的形式收集和传递，并由中心站进行综合处理、控制和管理，从而完成整个覆盖范围内的探测、定位和跟踪任务。

2.1雷达组网的意义

●实现系统内的情报资源共享，完成对每个网站的实时指挥控制，增加了实战的

可靠性；

●不同的雷达可从不同的视角观察目标，有助于减少目标衰落、闪烁和地形遮蔽

的影响，并可较充分地利用隐身目标的前向、侧向、上下反射的隐身缺口(雷

达反射截面随视角的变化可达20~30 dB)，实现反隐身的目的[4] ；

●雷达组网系统具有各种频率，一般在空间位置上互相分离，不同频段雷达组网

可实现频率互补，使各自相互独立的雷达通过组网而使其整个系统构成一有机

整体，因此具有对干扰和目标进行三角定位的能力，有利于反侦察、抗反辐射

导弹和各种电子干扰，其电子抗干扰能力大大增强；

●系统内各种雷达覆盖范围互有重叠，能在进行数据融合以后得到比单部雷达质

量更好的目标航迹，大大改善了空情检测质量，提高了系统的反低空突防能力；

●多部雷达所拥有的固有的冗余度提高了整个系统的可靠性，因而增强了雷达组

网系统的生命力。

2.2雷达组网形式

根据组网雷达类型的不同，可分为：

(1)单基地雷达组网

单基地雷达组网中各部雷达都是单基工作体制。这种形式由于将各自相互独立的雷达通过组网而使其整个系统构成一有机整体，从而使网内雷达工作方式灵活多变，且雷达间因为在空间位置上分离，在对付“四大威胁”方面具有一定的优势，各雷达在与网中心失去联系时，也可独立完成部分工作。

(2)双(多)基地雷达组网

双(多)基地雷达组网中各部雷达是双(多)雷达体制，是对同一个发射机部署了多个分开的接收机的雷达组网[5]。这种组网可充分利用双/多基地的特性，对抗电子干扰、抗反辐射导弹及反隐身等具有较强的工作能力，辅以空中平台，还可明显增强抗低空突防能力。

(3)单基地、双/多基地雷达混合组网

单基地、双/多基地雷达混合组网是收发异地和单基混合组网，这种组网形式具有上述两种方式的共同优点。网内主干雷达既可以工作在单基雷达模式，也可以工作在TR2R1或TR2R12R2双(多)基雷达模式，其“四抗”能力和生存能力进一步提高，并具有较高的效能费用比。

此外，还可按照构成雷达网功能的不同，可分为：制导雷达网、情报雷达网、航空管制雷达网和气象雷达网等。

2.3雷达组网设计原则

雷达组网技术，要考虑将不同波段、不同体制、不同程式的雷达，按照一定的要求进行合理部署。雷达组网时主要满足以下原则[6]：

安全性原则。宽带雷达网以光纤通信网为主用网络，以微波通信网或卫星通信网为备用网络，网络拓扑宜采用格型拓扑结构或星型+树形的混合型拓扑结构，从而提高雷达网的安全性

全频段雷达组网技术。只有利用整体雷达网中不同频段、不同程式的雷达，互相取长补短，采取多站定位，数据相关处理等方法，才能增强对强度大、频段宽、干扰模式多的各种干扰的对抗能力。

补盲组网技术。主要应按空域补盲、频域补盲、距离补盲，使雷达网更加严密与完善。

“四抗”能力组网技术。雷达“四抗”能力组网技术，是在未来高技术战争中，雷达网能否经受住“四大威胁“的考验，打赢一场高技术局部战争的重要问题。

雷达网重叠系数。雷达组网的重叠系数高，能提高雷达网一次扫描发现概率、抗干扰能力和可靠性，但同时也会增加雷达组网的投资和使用维修费用，增加情报处理系统的负载。

地形因素。同一部雷达架设在不同的地方，由于地形的影响，其探测性能将不尽