文章目录
  1. 1. 引言
  2. 2. 弹载SAR技术应用方向
    1. 2.1. 修正惯导误差
    2. 2.2. 打击时敏目标
    3. 2.3. 攻击点选择
    4. 2.4. 毁伤评估

高精度合成孔径雷达图像

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)通过对载体飞行过程中不同位置的回波按照阵列回波进行综合处理,提高宽带雷达的方位向分辨率,可在能见度极差的气象条件下得到高分辨率雷达图像。机载、星载SAR的应用已经较为广泛,在军用方面有战场侦察、目标识别、对地攻击等,而在民用方面则有地形测绘、海洋观测、灾情预报、农作物评估、天体观测等。随着信号处理技术的不断进步和处理器件性能的迅速提高,弹载SAR的研究也越来越收到重视,成为SAR技术应用的又一个重要方面。

引言

理论上,SAR具有在任何时间、对任何地域进行高分辨率成像的能力,而且作用距离远,工作不受气候条件和太阳照射的限制,能够穿透植被和地表层,探测隐蔽目标。因此,采用SAR技术的主动雷达导引头可有效地提高其全天候、全天时的探测能力和精度。SAR导引头已经成为当前雷达导引头领域内的一个研究热点。

弹载SAR技术应用方向

首先讨论弹载SAR技术主要的四个应用方向,包括:修正惯导误差打击时敏目标攻击点选择打击效果毁伤评估

修正惯导误差

惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)是一种自主式的导航方法,和外界不发生任何的光电联系,隐蔽性好,不受气象条件的限制,因而成为中远程导弹广泛使用的一种主要制导方法。其固有的缺陷是:

导航误差随着时间而累计,长时间工作将会带来非常大的积累误差,对采用末制导的导弹,将直接影响中末交班的成功概率,对不采用末制导的导弹,将影响打击精度。

对于机动发射的导弹(比如空中平台),由于作战条件的限制,发射时还有可能会引入较大的初始定位误差。

利用弹载SAR进行景象匹配修正INS误差,是提高制导精度的一种行之有效的措施。它的具体工作流程如下所示:首先利用弹载SAR获得包含典型地物的实时图像,与预先存储在弹上电子地图数据库中的参考图像进行匹配,获得场景中若干个点的位置信息,然后根据导弹和场景的相对位置关系解算弹体位置,进而修正INS的位置误差,补偿后误差可以达到GPS的P码精度,如果数据率足够高的话,还可以修正INS的速度误差值。

打击时敏目标

提高对机动发射导弹发射架、机动部署的防空制导雷达等时间敏感目标(Time Sensitive Target, TST)的打击能力是精确制导武器的重要发展方向。对于TST,无法采用装订其位置然后进行攻击的方法,必须在自控段末中对目标可能所处的区域进行搜索、捕获、确认目标后转入寻的制导进行精确攻击。主要面临的问题是强地海杂波对目标检测的影响和目标的准确识别问题。

采用SAR技术提高方位向的分辨率,方位向分辨单元的减小有助于大大地改善信杂比(Signal-to-Clutter Ratio, SCR),进而提高检测概率值;而对目标的高分辨成像可以有效地提高识别概论。首先在多普勒波束锐化(Doppler Beam Sharpening, DBS)等扫描的工作模式下进行大范围成像,利用获得的低分辨率图像检测目标,如果检测到目标,则对目标区域进行前斜视高分辨成像,识别是否为感兴趣的目标,确认后转入单脉冲跟踪进行攻击。

攻击点选择

当末制导雷达波束照射范围内有多个目标时,如不能进行有效地鉴别,并正确地选择真实攻击目标,则会大大地影响目标识别与跟踪系统的性能。因此,攻击点选择是导引头需要解决的一个技术难题。对空导弹攻击飞机编队或反舰导弹攻击舰艇编队时,为了尽可能地提高打击效果,需要导引头选择战术价值尽可能高的目标进行攻击;巡航导弹打击海港内目标时,需要从复杂濒海环境中鉴别出预定目标进行攻击;反舰导弹打击航空目标等大型目标时,需要导引头具有要害部位的选择能力。

采用弹载SAR对编队目标群进行成像,根据提取的目标特征并结合战术编队方式的规律,可以有效地提高制导雷达对有价值目标的选择能力。从舰船目标的高分辨SAR图像中提取其尺寸、形状等特征,结合舰桥等强散射点的相对位置信息,可进行对舰船目标要害部位的选择。

毁伤评估

规划人员根据导弹通过下行数据链传回来的目标图像进行目标毁伤情况的评估,可以判断导弹对目标的杀伤效果,决定是否规划后续导弹继续攻击该目标,还是转而攻击其它的目标。这种瞬时损伤评估能力,有助于减少一次特定攻击任务中所需要的导弹数目。

基于高分辨弹载SAR图像,提取人造目标外围的几何形状特征和内部结构特征,如果打击前后特征变化的程度反映了目标被摧毁的程度,可以采用分级评估的方法,对人造目标是否摧毁、摧毁程度以及受摧毁部位等进行评估。

文章目录
  1. 1. 引言
  2. 2. 弹载SAR技术应用方向
    1. 2.1. 修正惯导误差
    2. 2.2. 打击时敏目标
    3. 2.3. 攻击点选择
    4. 2.4. 毁伤评估