专利名称：一种雷达应答器精确定位的方法
技术领域：
本发明涉及一种雷达应答设备，特别涉及一种雷达应答器精确定位的方法。
背景技术：
搜救雷达应答器是用于海上遇险单位向救援者指示遇险位置的无线电设备。根据国际海事组织(MO)规定，各类海船都应配备不同数量的应答器。国标GB15216《全球海上遇险安全系统(GMDSS)搜救雷达应答器(SART)性能要求》等效采用IEC 1097-1国际标准《全球海上遇险和安全系统(GMDSS)第一部分搜救雷达应答器(SART )—操作与性能要求、测试方法及要求的测试结果》，对应答器的性能要求作出了详细规范。国标和国际标准采用的应答信号格式是锯齿波扫描，正程时间7. 5 μ S，逆程时间O. 4 μ S。应答器启动工作后，接收并检出雷达发射脉冲，触发生成标准应答信号向雷达发射，雷达显示屏显示一系列等间隔的点以指示遇险位置。通过测量雷达发出脉冲至雷达接收到应答信号的时间差，可 推算出雷达至应答器之间的空间距离。由于应答信号是频率扫描的，因此不同工作频率的雷达都能接收到应答器发出的应答信号，实现位置指示。但是，频率扫描应答方式使不同工作频率的雷达接收到的应答信号有不同的延迟时间，使测得的距离偏离雷达与应答器间的实际距离。当雷达工作于起始扫描频率时误差达最小值零，工作于终止扫描频率时误差达最大值1125m，一般X波段雷达频率在9375MHz附近，与频率相关测距误差为650m左右。这样的位置指示精度对于船舶等大型遇险单位已经能够满足要求，如果要向海上遇险人员等小型单位推广应用，则需要进一步提高指示精度才能满足实际需要。同时现有技术中，当海面风力较大时，海面风浪会使海面乱反射非常强烈，杂波干扰非常严重，海浪回波可以产生称为“海浪杂波”的随机信号，并遮盖显示屏的中心部分，导航雷达显示屏上会变得很不“清爽”，经常是不能完整地看到12个点的遇险呼救信号。也就是说，靠近圆心的点常常被海浪的干扰淹没。这对于搜救单位较大的船只而言，由于在较近处目力已及，所以影响已不是很大。但对于搜救单位较小的如个人而言，显然近处的精确定位对于快速实施救援是非常必要的。因此如何使导航雷达能清晰并精确的找到恶劣�？鱿碌挠鱿照呓欠浅１匦璧摹Ｎ诵枰恢掷状镉Υ鹌骶范ㄎ坏姆椒ǎ捎帽炯际醴桨傅挠幸嫘Ч切Ｗ家虿煌状锕ぷ髌德识氲氖疚痪任蟛睿褂Υ鹌魇屎洗昂途壬вτ茫鼓苡糜诼渌嗽毕蚓仍昂途仍鄙分甘疚恢茫醵趟阉魇奔洌迪挚焖倬仍煌毕＠嘶夭ㄓ跋欤还苁窃诘己嚼状锏慕故窃洞Γ寄茉诘己嚼状锵允酒辽贤暾叵允竟娑ǖ挠Υ鹦藕牛迪侄杂鱿盏ノ坏目焖�、精确定位，并对其实施有效救援。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种雷达应答器精确定位的方法。校准因不同雷达工作频率而引入的示位精度误差，使应答器适合船舶和救生艇应用，还能用于落水人员向救援船舶和救援直升机精确指示位置，缩短搜索时间，实现快速救援；同时消除海浪回波影响，不管是在导航雷达的近处还是远处，都能在导航雷达显示屏上完整地显示规定的应答信号，实现对遇险单位的快速、精确定位，并对其实施有效救援。为达到上述目的，本发明的技术方案如下一种雷达应答器精确定位的方法，包括雷达和应答器，所述应答器接收到所述雷达发出的脉冲信号，所述应答器扫描到所述雷达发出的脉冲信号的工作频率，并且所述应答器发出与所述雷达发出脉冲信号的工作频率相同的应答信号，所述雷达接收到所述应答器发出的应答信号，并且显示应答点，所述应答器的扫描方式为三角波扫描，所述三角波扫描为周期扫描，每个周期包括正程过程和逆程过程，所述正程过程是从起始频率扫描至终止频率的过程，所述逆程过程是从终止频率扫描至起始频率的过程，所述正程过程与所述逆程过程的扫描时间相同；还包括一个延迟应答信号，所述延迟应答信号设置在所述三角波扫描之前。优选的，所述三角波扫描起始点与第一个周期正程过程的应答点之间的距离为测 距误差；每个周期的逆程过程的应答点与其下个周期的正程过程的应答点之间的距离为所述测距误差的两倍。优选的，相邻两个应答点之间的距离为相等或者不相等。采用三角波扫描，校准不同雷达工作频率而引入的定位精度误差，将误差校准为Om;延迟应答器的应答响应时间，使雷达屏幕上应答器响应的应答信号人为的远离圆心一定距离，以此来消除附近海浪对雷达的影响，并据此对测距进行校准，从而得到消除了海浪回波对雷达显示屏的影响的应答器的精确定位。采用本技术方案的有益效果是校准因不同雷达工作频率而引入的示位精度误差，使应答器适合船舶和救生艇应用，还能用于落水人员向救援船舶和救援直升机精确指示位置，缩短搜索时间，实现快速救援；同时消除海浪回波影响，不管是在导航雷达的近处还是远处，都能在导航雷达显示屏上完整地显示规定的应答信号，实现对遇险单位的快速、精确定位，并对其实施有效救援。
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术中标准规定的锯齿波扫频应答信号格式示意 图2为现有技术中雷达显示屏显示应答点示意 图3为本发明的延迟应答三角波扫频应答信号格式示意 图4为本发明的雷达显示屏显示应答点示意图。图中数字和字母所表示的相应部件名称
Π.起始频率f2.终止频率 f0.工作频率
d.两应答点间的距离R.雷达与应答器间的测量距离
δ.两应答点间的距离 S.雷达与应答器间的测量距离 Θ.应答点的连线与船艏线的夹角err.测距误差L.延迟应答的距离。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图I所示，为现有技术中标准规定的锯齿波扫频响应信号格式，并且现有的标准中规定了信号的频率范围为9200MHz-9500MHz，即起始频率为9200MHz，终止频率为9500MHz，从起始频率Π扫描到终止频率f2为正程过程，正程过程的时间为7. 5 μ S，从终止频率扫描回到起始频率为逆程过程，逆程过程的时间为O. 4 μ S。如图2所示，应答器启动工作后，接收并检出雷达发射脉冲的工作频率f0，触发生成标准应答信号向雷达发射，雷达显示屏显示12个等间隔的应答点以指示遇险位置。通过测量雷达发出脉冲至雷达接收到应答信号的时间差，可推算出雷达至应答器之间的空间距离，能沿半径显示出12个应答点， 第一个亮点到雷达荧光屏中心的距离R是雷达到应答器的测量距离，它包括雷达与应答器间的实际距离S以及与测距误差err，所以雷达与应答器间的实际距离为S=R-err ；12个应答点的连线与船艏线的夹角Θ就是救助者到遇险者的相对方位。当雷达工作于起始扫描频率时测距误差达最小值零，工作于终止扫描频率时测距误差达最大值1125m，一般X波段雷达工作频率f0在9375MHz附近，测距误差err为650m左右。同时会由于海浪回波影响，近处遇险的雷达应答器的应答信号无法完整地显示在导航雷达显示屏上，将会影响对遇险单位的判断及定位并将影响救援工作的速度。实施例I
如图3所示，本发明的延迟应答三角波扫频应答信号格式示意图，应答器的扫描方式为三角波扫描，三角波扫描为周期扫描，每个周期包括正程过程和逆程过程，正程过程为从起始频率Π扫描到终止频率f2的过程，逆程过程是从终止频率f2扫描至起始频率fl的过程，正程过程与所述逆程过程的扫描时间相同。三角波扫描起始点与第一个周期正程过程的应答点之间的距离为测距误差err ;每个周期的逆程过程的应答点与其下个周期的正程过程的应答点之间的距离δ为所述测距误差err的两倍。同时在还包括一个延迟应答信号，所述延迟应答信号设置在所述三角波扫描之前，延迟应答的距离为L。如图4所示，应答器启动工作后，接收并检出雷达发射脉冲的工作频率f0，触发生成标准应答信号向雷达发射，雷达显示屏显示12个应答点以指示遇险位置。本发明中的12个应答点为等间距的或者为非等间距的。通过测量雷达发出脉冲至雷达接收到应答信号的时间差，可推算出雷达至应答器之间的空间距离，能沿半径显示出12个应答点，第一个亮点到雷达荧光屏中心的距离R是雷达到应答器的测量距离，它包括雷达与应答器间的实际距离S、与测距误差err以及延迟应答的距离L，由于每个周期的逆程过程的应答点与其下个周期的正程过程的应答点之间的距离S为所述测距误差err的两倍，应答点之间的距离δ可以用来修正测距误差err，因此雷达与应答器间的实际距离为S=R-L-err=R-L- δ /2 ；12个应答点的连线与船艏线的夹角Θ就是救助者到遇险者的相对方位。在雷达显示器上读出两应答点间的距离S，就能实现误差修正，真正实现精确定位，快速救援的目的。延迟应答的距离L，通过在雷达显示时，将12个应答点推移一定距离，消除海浪回波影响，不管是在导航雷达的近处还是远处，都能在导航雷达显示屏上完整地显示规定的应答信号，并经过简单的计算，实现对遇险单位的快速、精确定位，并对其实施有效救援。采用本发明的技术方案，一般X波段雷达工作频率fO在9375MHz附近时，其测距误差err可校准为Om ;同时又可以使应答信号不被海浪的干扰淹没，不管是在导航雷达的近处还是远处，都能在导航雷达显示屏上完整地显示规定的应答信号，并经过简单的计算，实现对遇险单位的快速、精确定位，并对其实施有效救援。本发明将现有技术中所规定的锯齿波扫频应答信号格式改为三角波扫频应答信号格式，校准不同雷达工作频率而引入的定位精度误差，将误差校准为Om;延迟应答器的应答响应时间，使雷达屏幕上应答器响应的应答信号人为的远离圆心一定距离，以此来消除附近海浪对雷达的影响，并据此对测距进行校准，从而得到消除了海浪回波对雷达显示屏的影响的应答器的精确定位。采用本技术方案的有益效果是校准因不同雷达工作频率 而引入的示位精度误差，使应答器适合船舶和救生艇应用，还能用于落水人员向救援船舶和救援直升机精确指示位置，缩短搜索时间，实现快速救援；同时消除海浪回波影响，不管是在导航雷达的近处还是远处，都能在导航雷达显示屏上完整地显示规定的应答信号，实现对遇险单位的快速、精确定位，并对其实施有效救援。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种雷达应答器精确定位的方法，包括雷达和应答器，所述应答器接收到所述雷达发出的脉冲信号，所述应答器扫描到所述雷达发出的脉冲信号的工作频率，并且所述应答器发出与所述雷达发出脉冲信号的工作频率相同的应答信号，所述雷达接收到所述应答器发出的应答信号，并且显示应答点，其特征在于，所述应答器的扫描方式为三角波扫描，所述三角波扫描为周期扫描，每个周期包括正程过程和逆程过程，所述正程过程是从起始频率扫描至终止频率的过程，所述逆程过程是从终止频率扫描至起始频率的过程，所述正程过程与所述逆程过程的扫描时间相同；还包括一个延迟应答信号，所述延迟应答信号设置在所述三角波扫描之前。
2.根据权利要求I所述的一种雷达应答器精确定位的方法，其特征在于，所述三角波扫描起始点与第一个周期正程过程的应答点之间的距离为测距误差；每个周期的逆程过程的应答点与其下个周期的正程过程的应答点之间的距离为所述测距误差的两倍。
3.根据权利要求I所述的一种雷达应答器精确定位的方法，其特征在于，相邻两个应答点之间的距离为相等或者不相等。
全文摘要
本发明公开了一种雷达应答器精确定位的方法，包括雷达和应答器，所述应答器接收到所述雷达发出的脉冲信号，所述应答器扫描到所述雷达发出的脉冲信号的工作频率，并且所述应答器发出与所述雷达发出脉冲信号的工作频率相同的应答信号，所述雷达接收到所述应答器发出的应答信号，并且显示应答点，所述应答器的扫描方式为三角波扫描；还包括一个延迟应答信号，所述延迟应答信号设置在所述三角波扫描之前。采用本技术方案的有益效果是校准因不同雷达工作频率而引入的示位精度误差，缩短搜索时间，同时消除海浪回波影响，实现快速救援。
文档编号G01S13/08GK102788974SQ20111012640
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者于佳音, 王玲, 陈晓鑫 申请人:苏州市江海通讯发展实业有限公司
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