2.1.4 阵地大气环境
强风和大气波导等极端气候环境也会影响雷达测高精度。强风会导致雷达天线产生较大形变,影响雷达收发波束指向;大气波导主要包括表面波导、蒸发波导和抬升波导等,一般较强的波导出现在海面上空,大气波导突破常规标准大气折射模型,使得常规补偿模型失效,测高精度严重失效。这里仅介绍大气波导效应对雷达测高精度的影响。
在海洋环境中,波导几乎能够发生在任何时间、任何海域中。雷达在探测海上目标时不能忽略大气波导的影响。三坐标地面雷达的测高性能评估是在标准大气模型下进行的,未充分考虑雷达电波受大气波导的影响。
当处于表面波导条件时(波导高304 m,陷获层波导强度为-264.2 /km),由于表面波导的存在射线弯曲很明显,因此造成雷达测高异常,目标距离雷达越远,高度误差越大;表面波导越强,高度误差越大。
当雷达仰角为0.1°,目标距离为100 km时,高度测量误差达到700 m,说明此种天气条件下对雷达测量目标高度将造成很大影响。
2.2 主观因素
这里主要指由于人为检查不及时或操作错误而引起的雷达系统工作状态异常,进而导致雷达测高精度下降。如接收通道失效或性能恶化、天线俯仰及调平系统等引起的波束指向偏差等。这些异常现象,很可能没有被雷达操纵员及时发现。
2.2.1 检查维护不及时
雷达收发通道的一致性(均衡性)、天线平台调平状态等项目需要定期检查。
虽然雷达有BITE监视工作状态,但其覆盖率不能完全达到100%,当器件性能出现一定程度的降低时,可能无法报出故障状态,但此时已经影响到测高的性能,如图3所示。此时需要维修人员定期检查和修复。
图3 通道一致性异常时雷达测高情况
雷达机动架设时经常会出现地基沉降的现象,导致平台水平度偏差;雷达在雷达站长期固定站使用时,由于天线转动时各撑腿受力并不均匀,电动或液压撑腿可能会出现一定程度的位移。上述现象对测高精度均会产生较大影响,需要定期进行检查和调整。
当控制天线俯仰出现偏移时,天线中心法线指向会出现固定误差,这种误差对于测高精度的影响具有全方位一致性,即高度误差出现整体随距离爬升/下降态势。图4为雷达展开未到位时(设目标从100 km处由北向南向站穿顶空飞行,穿越雷达顶空后径直飞行至100 km处)目标测高误差随距离变化情况。
图4 天线俯仰异常时高度误差情况
同样,当雷达调平系统出现问题时,也会影响收发波束指向。与上一种情况不同的是,平台不平时,雷达测高误差全方位并不一致,且呈现出雷达在一边探测时,高度误差整体随距离爬升/下降,而在另一边探测时,高度误差整体随距离下降/爬升。如图5所示。
图5 天线调平异常时高度误差情况
2.2.2 操作设置错误
其他,如人为修改站高、波束指向角,人工跟踪时的错误关联等会导致测高精度出现较大偏差。
3 结 语
影响三坐标地面雷达测高精度的因素极为复杂。通过分析可以得出,要保证雷达测高精度,首先应从阵地选择入手,尽量规避一些因素;同时要避免人为操作失误或检查不及时等因素,确保雷达系统处于正常工作状态。正确估计并规避各种因素,方可有效保证或改善地面雷达测高精度。
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