【摘 要】雷達對目標的確認是火控系統(tǒng)是十分重要的因素之一，但是在實際的應用過程中，往往會受到艦艇搖擺的影響。這樣的影響在很大程度上讓雷達對目標的跟蹤無法達到要求，這也就會導致艦艇火控系統(tǒng)不能滿足實際應用中的各項要求。而為了修正這一誤差，讓艦艇火控系統(tǒng)能夠滿足相應的要求，就需要對艦艇搖擺進行分析，從而得出艦艇搖擺對于雷達目標跟蹤精度的影響。

【關鍵詞】艦艇搖擺；雷達目標跟蹤；精度影響

線性率火控系統(tǒng)在實際的應用中的反應速度和輸出精度往往會相互制約，因此為了保證火控系統(tǒng)能夠在實際的使用過程中達到相應的要求，傳統(tǒng)方法下就是將這些矛盾進行折中。但是隨著我國科技水平的發(fā)展，這樣的方法顯然已經(jīng)達不到要求，因此就需要一種新型的方式來進行矛盾的解決。目前，在近程艦炮的反導系統(tǒng)中，往往是添加新的獲取目標運動參數(shù)的跟蹤測量通道，尤其是隨著各種傳感器的性能在不斷地提高，引入速率量測的火控濾波算法的實現(xiàn)提供了相當有利的條件。通常在艦炮火控系統(tǒng)的結算過程中，往往需要對艦-炮的位置以及姿態(tài)進行相應的修正，但是在進行修正的過程中，艦艇的搖擺對修正的影響較大，雷達在艦艇穩(wěn)定坐標系中的位置也會發(fā)生改變，因此為了更好的讓艦炮火控系統(tǒng)實現(xiàn)目標，就需要對艦艇搖擺對雷達跟蹤精度的影響進行討論。

一、艦艇縱橫搖擺引起的觀測誤差

在艦艇實際的工作過程中，會因為各種原因發(fā)生搖擺的情況。如果艦艇發(fā)生了搖擺，那么也就會在實際工作的過程中造成觀測誤差出現(xiàn)的問題。如圖所示

本坐標系為O-XYZ艦艇穩(wěn)定坐標系，坐標系O-X’Y’Z’為艦艇不穩(wěn)定坐標系。OX，XY，OZ軸的方向分別為艦橫軸指右方向，艦首線方向以及垂直甲板面的向上方向。對于雷達而言，在本直角坐標系中的位置為L1和L2，雷達距離搖擺中心的長度為D，同時雷達在兩個直角坐標系中的觀測目標位T。而對于火控系統(tǒng)而言，需要修正的正是L1到L2的觀測誤差。在艦艇實際的工作過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)艦艇在航向上是與水平面上指北針順時針呈現(xiàn)出一定的夾角，這樣就可以分析出艦艇的橫向搖擺情況，同時在鉛垂面上艦艇的縱軸與水平面仍然會存在著一定的夾角，這也就是艦艇會出現(xiàn)縱向搖擺的原因。通過這兩種原因，由于艦艇會在坐標系中產(chǎn)生縱向以及橫向的誤差，因此就能夠通過O-XYZ坐標系來實際的分析出這兩種誤差的情況。而在仿真應用中，主要是通過下圖所示的步驟來實現(xiàn)的。

二、艦艇搖擺對雷達目標跟蹤精度分析的實例分析

（一）艦艇搖擺的實際情況

在2014.5月我國某一海域中，某一艘艦艇正在做勻速直線運動，艦艇縱向搖擺的周期為8秒，縱搖的幅值為10°，初始相位為0.堅挺的橫向搖擺周期為10秒，縱搖幅值也為10°，初始相位也為0.雷達距離搖擺中心的高度為10米。并且艦艇縱橫搖角的速度觀測的誤差為0.1mrad，并且再計算的過程中需要使用蒙特卡羅法來進行計算，使用y軸來進行艦艇實際搖擺的仿真。在艦艇工作的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)隨著目標逐漸的逼近我方艦艇，艦艇的搖擺對于雷達觀測目標的影響已經(jīng)越來越嚴重，同時誤差也越來越大，誤差的峰值由一開始的1米逐漸轉變?yōu)?米，在這樣的情況下已經(jīng)和雷達目標探測精度處于同一種數(shù)量級，因此就十分有必要對艦載雷達受到艦艇搖擺產(chǎn)生的位置誤差進行修正。艦艇搖擺角的變化如圖所示。

通過這樣的計算我們可以發(fā)現(xiàn)，Y軸的濾波會隨著艦艇的縱橫搖角度的變化而發(fā)生著相應的變化，因此在這樣的情況下要讓Y軸濾波達到穩(wěn)定的狀態(tài)顯然無法實現(xiàn)，而且由于目標在逼近艦艇的過程中，艦艇縱橫搖擺的幅度也會變大，因此濾波振動的幅度也會變大，雷達對目標的跟蹤精度受到的影響也就會變得更大，所以就需要對這種觀測誤差進行進一步的分析。

（二）縱橫搖速度引起的具體觀測誤差

通過公式可以計算出相應的數(shù)值，并且通過這些數(shù)值可以得出，艦艇的橫搖角速度的觀測誤差對于Y方向上的目標運動已經(jīng)造成了隨著艦艇縱橫搖動而產(chǎn)生的周期性的變化影響。同時目標運動速度的觀測誤差，也就是Y方向上的觀測誤差已經(jīng)達到了約為1.2m/s，在這樣的情況下也就與艦載雷達受到的艦艇搖動而產(chǎn)生的目標速度探測誤差處于同一種數(shù)量級。并且通過分析可以發(fā)現(xiàn)，在Y方向上的位置信息的濾波想過受到的觀測誤差的影響往往比較大，在引入了觀測誤差后，在10秒的位置開始濾波的誤差已經(jīng)比初始的濾波誤差要大一些，并且在這之后的濾波就能夠開始收斂，同時我們可以發(fā)現(xiàn)收斂的精度遠遠大于沒有引入觀測誤差的濾波情況，并且在Y方向上的速度信息的濾波效果也會受到一定的影響，同時收斂的精度也會發(fā)生一定的降低。

艦艇搖擺對雷達目標跟蹤精度的具體影響

通過對實際的例子的分析我們可以看出，分別建立艦艇縱橫搖位置觀測誤差以及速度觀測誤差造成的目標觀測模型能夠得出艦艇搖擺對雷達目標跟蹤精度的相應影響情況：

1，隨著目標對我方艦艇的不斷逼近，艦艇搖擺的情況會隨之加劇，在這樣的情況下也就會讓雷達收到的艦艇搖擺對目標觀測造成的誤差越來越大，同時誤差會隨著艦艇搖擺做出類似于周期性的波動，在這樣的情況下艦艇以及艦艇上的火控系統(tǒng)顯然無法較好的進行工作，因此就需要對艦艇搖擺對雷達觀測目標的誤差進行精確的計算。

2，縱橫搖速度觀測的誤差對艦首線方向，艦橫軸方向以及垂直甲板方向的目標位置以及速度觀測以及濾波精度的影響會比較大，具體已經(jīng)能夠達到和雷達目標探測的精度處于同一種數(shù)量級，這樣的影響對于艦艇的正常工作影響較大，因此為了保證艦艇能夠正常的進行工作，就需要在實際的工作中需要對其進行相應的修正。

3，在縱橫搖位置觀測的誤差對于艦橫軸方向，艦首線方向的目標位置的觀測以及濾波精度的影響均比較大，其中艦首線方向收到的影響最大，在實際的工作過程中已經(jīng)和雷達目標探測精度處于同一種數(shù)量級，因此對于雷達觀測目標的影響相當巨大，火控系統(tǒng)的工作也會受到相應的影響。因此在艦艇實際的工作過程中，如果需要火控系統(tǒng)正常的工作，同時保證雷達探測工作的效率，就需要對縱橫搖位置進行相應的修正，以保證艦艇在工作的過程中能夠正常的進行。

三、結語

艦艇的雷達探測工作對我國的國防，海上搜救，經(jīng)濟發(fā)展都有著相當重要的意義，但是在海上實際行駛過程中的艦艇往往會受到搖擺的影響，在這樣的情況下雷達的工作過程也就會受到艦艇搖擺的影響。而為了避免艦艇工作的過程中無法正確的判斷目標位置，就需要對艦艇搖擺對雷達目標跟蹤精度的影響進行分析，通過具體的誤差數(shù)值來排除這些誤差，從而更好地進行雷達對目標的跟蹤工作。

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