CN204731413U - 一种新型缉私雷达系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型缉私雷达系统，包括指挥中心和若干雷达基站；所述指挥中心包括数据库服务器、信息融合服务器、数据转发服务器、备用雷达服务器、多台远程监控终端、UPS电源和网络交换机。缉私雷达系统项目实现了系统所要求的全部功能，经过试验验证，主要战术技术指标达到或超过了研制方案规定的技术指标要求，同时，具备操作自动化程度高，系统可靠性高，系统维护维修方便等特点。该系统终端界面完善、操作控制灵活、人机界面友好，交付用户后，发挥了巨大的作用，其国内、外市场潜在需求量大，具有良好的社会效益、经济效益和应用推广前景。

Description

一种新型缉私雷达系统

技术领域

本实用新型涉及一种新型缉私雷达系统。新型的缉私雷达系统由多部不同型号的雷达组成，包括中远程海面监视雷达，以及中近程海面监视雷达。

缉私雷达系统集目标探测、多雷达数据融合、信息共享、缉私指挥调动于一体，能全天候对海面各类船艇和低空及超低空固定翼飞机、武装直升机、无人机等目标进行监视和跟踪；对海上走私、偷渡、渗透等活动的全过程、全航程进行监视。

背景技术

世界上用于海防和海事管制的产品主要来自美国Lockheed Martin、德国ATLAS、荷兰HITT、挪威NORKAN、日本JLC公司等。上述公司拥有相对成熟的技术和产品，90年代几乎垄断了我国海上走私管制系统的全部市场。但是，这些产品的缺点是抗杂波能力差，联网兼容性不好，价格昂贵，而且，国外生产厂家还对我国进行技术封锁。

为了打破国外商家对我国的技术封锁，研制我国自己的产品，加强我国的海防建设，大幅度减少我国在沿海地区海事管理的外汇投入，打击海上走私犯罪行为，申请人对缉私雷达系统开展了研究，提出了一种新型缉私雷达系统。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：利用不同型号雷达、多传感器数据融合技术实现复杂海域的无缝监视，并借助网络系统，以及雷达图形压缩技术、无人值守远程控制技术，可在指挥中心对雷达站进行数据显示和远程操控，实现了三部雷达站的无人值守功能，并采取系统自我保护技术，在雷达出现故障时，对 各分系统采取保护措施，提高系统的可靠性。

本实用新型的技术方案是：设计一种新型缉私雷达系统，其特征在于，包括指挥中心和若干雷达基站；所述指挥中心包括数据库服务器、信息融合服务器、数据转发服务器、备用雷达服务器、多台远程监控终端、UPS电源和网络交换机；远程监控终端发送指令，经信息融合服务器将数据信息进行融合后，经过网络交换机、指挥中心路由器、指挥中心光纤设备、雷达站路由器、雷达站交换机，送到相关雷达站的控制计算机，由雷达站控制计算机解析指挥中心的命令，并验证命令的正确性，控制雷达站执行命令。同时，远程监控终端将需要发送的数据内容传给数据库服务器进行存储；所述系统还设有数据转发服务器和备用服务器；数据转发服务器将数据库服务器中所存储的数据信息进行转发；备用服务器在信息融合服务器发生故障时，替代信息融合服务器进行工作。

各雷达基站反馈的数据信息，经过雷达站上报的信息经雷达站路由器、光纤、指挥中心路由器、网络交换机，发送到信息融合服务器，信息融合服务器将接收的数据存入数据库服务器，同时将数据信息融合后传入远程监控终端；数据转发服务器将数据库服务器中所存储的数据信息进行转发。

本实用新型的工作原理为：缉私雷达系统由多部不同型号的雷达组成，通过网络接口远程接入指挥中心。各部雷达站负责收集海上目标的原始视频信息，并对目标进行自动跟踪，经通讯网络系统传输到远程指挥中心，通过多雷达数据融合技术，形成海面态势图，由指挥中心分析并确定打击目标，制定打击方案，指挥缉私艇进行围追堵截。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：缉私雷达系统建成后，打击海上走私的模式得到转变，实现了对海上走私的监控和跟踪。以往查获海上走私案件，多是 依靠缉私船艇在大海上进行有限距离的搜索。目前则可以通过雷达监控，对可疑目标锁定跟踪，引导指挥缉私船艇进行查缉。缉私雷达系统在开展打击海上走私工作时，还可对海上偷渡、反恐等活动的全过程、全航程进行监视。缉私船艇以逸待劳，迫使走私分子不得不绕越雷达监控范围，增加了其走私成本。缉私雷达系统技术的先进性，填补了海上缉私雷达系统国内市场的空白。该系统在战时可实现海域监视、海岛防御、指挥控制等功能。可侦察方位360°距离130千米以内的目标，包括海上敌方的运动目标和固定目标。可同时对敌方多批目标进行全程控制，并通过通讯系统实现与岸防火控系统的信息共享。系统中的指挥中心可将多部雷达站的信息进行融合，形成海域势图，并辅助指挥员快速形成决策方案，以便准确打击目标。缉私雷达系统项目实现了系统所要求的全部功能，经过试验验证，主要战术技术指标达到或超过了研制方案规定的技术指标要求，同时，具备操作自动化程度高，系统可靠性高，系统维护维修方便等特点。该系统终端界面完善、操作控制灵活、人机界面友好，交付用户后，发挥了巨大的作用，其国内、外市场潜在需求量大，具有良好的社会效益、经济效益和应用推广前景。

附图说明

图1为本实用新型缉私雷达网络系统组成图

图2为本实用新型指挥中心系统组成图

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本实用新型技术方案进一步说明。

1.参见图1—图2，系统由两部分组成：雷达站和指挥中心。在本实施例中，系统现拥有三部雷达站，分别是第一雷达站、第二雷达站、第三雷达站，雷达站系统采用两种型号的雷达，分别为CY1011_HG和CY1013_HG， CY1011_HG体积大，架设高度高，发射功率大，观测距离远，CY1013_HG体积小，观测距离近，架设简单，可用于CY1011_HG雷达的信号补盲。两种雷达结合使用，使用一部CY1011_HG雷达观测远距离目标，使用两部CY1013_HG雷达对CY1011_HG雷达进行补盲，解决雷达盲区问题。雷达系统均采用全固态发射机、全相参一系列军民两用的成熟技术并构建整个系统。

雷达由雷达天馈线、天线驱动、收发机、数据处理中心机组成，并集成了数据通讯、GPS、UPS电源、AIS系统、环境控制、现场监视、安全防护子系统。

指挥中心指挥中心系统由数据库服务器、信息融合服务器、数据转发服务器、备用雷达服务器、多台远程监控终端、光纤设备、UPS电源、路由器、网络交换机组成，主要功能：

通过部署在海边的三部雷达站对海面关注区域进行全方位全天候的监视；将侦察区域的原始视频图像发送到指挥中心，对关注区域内的目标进行自动跟踪，并将跟踪目标信息发送到指挥中心；指挥中心通过数据融合技术将三部雷达的目标数据进行融合，实时向指挥中心发送当前雷达工作状态、实时检测与指挥中心的通讯链路状态；指挥人员可以对各部雷达进行远程控制，控制和检测雷达站各子系统的电源，在线配置系统工作参数，控制雷达天线的转动和停止，控制收发机的开机、关机；指挥中心可以通过雷达操控终端软件对可疑目标进行重点关注，并且可以设定追击方案，对缉私艇抓捕走私船只的行动进行实时导航。

主要技术指标：

CY1011_HG型雷达技术指标：

雷达检测能力 

最小检测距离：  ≤0.5海里

最大检测距离：  ≥70海里

2m2目标最大作用距离：≥23海里

(晴天、平静海面，发现概率90％，虚警概率10-6)

发射功率

峰值功率：  ≥305W

天线方位扫描 

扫描方式：       360°机械旋转

天线转速：       12转/分钟

目标录取方式：   自动+手动

定位精度

距离定位精度：  10米(均方根)

方位定位精度：  0.3度

分辨力(在显示器上观察)

距离分辨力：  ≤15米

方位分辨力：  ≤0.7度

跟踪能力

跟踪目标数：  ≥500个

跟踪范围：    ≥130千米

跟踪精度(目标速度10节)

航速：  0.8节(均方根)

航向：  2度(均方根)

跟踪目标速度 

直线运动：  ≥60节

转向运动：  ≥5度/秒(船速≥5米/秒)

CY1013_HG型雷达技术指标：

雷达检测能力 

最小检测距离：  ≤0.11海里

最大检测距离：  ≥32海里

2m2目标最大作用距离：  ≥9.2海里

(晴天、平静海面，发现概率90％，虚警概率10-6)

发射功率

峰值功率：  ≥150W

天线方位扫描 

扫描方式：  360°机械旋转

天线转速：  20转/分钟

目标录取方式：自动+手动

定位精度

距离定位精度：  15米(均方根)

方位定位精度：  0.3度

分辨力(在显示器上观察)

距离分辨力：  ≤15米

方位分辨力：  ≤0.7度

跟踪能力

跟踪目标数：  ≥100个

跟踪范围：    32海里

跟踪精度(目标速度10节)

航速：    0.8节(均方根)

航向：    2度(均方根)

跟踪目标速度 

直线运动：   ≥60节

转向运动：   ≥5度/秒(船速≥5米/秒)

远程控制流程：

操作人员通过远程操控终端界面，向雷达站发送远程操控命令，操控命令经过数据融合服务器确定需要发送的雷达站和需要发送的命令数据内容，同时将终端操控命令以及向雷达站发送的数据内容存入数据库服务器，通过网络交换机、路由器、光纤、雷达站路由器、雷达站交换机，送到相关雷达站的控制计算机，由雷达站控制计算机解析指挥中心的命令，并验证命令的正确性，控制雷达站执行命令。

雷达站上报流程：

雷达站上报的信息包括雷达站当前工作状态、故障信息、目标原始视频、目标跟踪数据、目标特征数据等。其中雷达站的工作状态和故障信息，按照变化后立即上报和未变化定时上报的方式进行，其他信息则按照雷达站的工作模式及时上报。

雷达站上报的信息经雷达站路由器、光纤、指挥中心路由器、指挥中心网络交换机，发送到数据融合服务器，数据融合服务器将接收的数据存入数据库服务器，同时对数据进行分类处理，工作状态和故障信息发送到每台操控终端，目标信息则进行多部雷达站的融合处理，融合后的数据发送到每台操控终端， 跟踪目标的融合结果存入数据库服务器。操控终端接收雷达站当前工作状态、故障信息、融合信息等，对终端界面及时更新并显示。

雷达监视区域大：三部雷达部署在沿海区域，CY1011_HG型雷达为主要雷达，该雷达可以侦察方位360°距离130千米以内的所有目标，CY1013_HG型雷达可以侦察方位360°距离60千米以内的所有目标，通过雷达网络监视区域，最大可覆盖8万平方公里的海域。利用不同雷达特点实现复杂海域的无缝监视，并利用雷达组网和多传感器数据融合技术，雷达系统网络可以同时跟踪1500批以上的目标。

目标跟踪精度高：通过使用多传感器数据融合技术使得雷达跟踪的目标方位定位精度达到0.3度、距离定位精度小于10米。解决小目标的监视问题。强大的指挥系统：终端界面的设计综合了国内外多种产品的操作模式，结合用户使用的需要，多次沟通协调而形成，充分反映了用户的实际需求。指挥终端软件具有操控灵活、人机界面友好，功能强大、包含所有业务需求等特点。

安全、稳定、可靠：采用多种软硬件措施，全方位的设备保护、供电管理和现场监控和危险情况报警等，保证了系统安全稳定可靠的运行。

良好的可扩展性：缉私雷达系统在设计之初便考虑了以后的扩展性，系统允许雷达站根据用户方需要在以后的使用中进行增加，也可以新增指挥中心。主要战技指标达到情况：

表1 CY1011_HG主要战技指标达到情况

表2 CY1013_HG主要战技指标达到情况

多传感器数据融合：

由于在不同雷达之间、雷达系统与其他系统之间对目标的识别存在一定的误差，需要通过数据融合技术将目标进行时间、空间上的归一化处理，形成具有统一航迹号的目标信息，将统一航迹信息形成综合态势图，并实时显示综合海情态势图。

系统采用了数据融合技术对不同类型的传感器数据进行融合,数据融合主要包括多传感器的检测判决融合、多传感器综合跟踪与状态估计、多传感器目标识别的属性融合、监视跟踪环境的态势描述和威胁估计以及传感器管理和数据库等。

雷达网络数据融合如下：

1)雷达间的数据融合

a)在多部雷达监控范围的重合区域中，对跟踪目标进行时间、空间的归一化处理，形成格式化的统一目标；

b)对多部雷达监控和处理的所有目标数据，按照跟踪权值对目标数据的具体参数进行数据融合处理，形成具有统一航迹号的目标信息；

c)将统一航迹信息形成综合态势图，并实时显示综合海情态势图。

2)雷达与AIS系统的数据融合

对从AIS系统接收的目标数据，与雷达监控目标数据进行时间、空间的归一化处理，形成格式化的统一目标，并将AIS目标数据的其他信息附加到统一目标信息中。

3)雷达与GPS系统的数据融合

对从GPS系统接收的目标数据，与雷达监控目标数据进行时间、空间的归一化处理，形成格式化的统一目标。

设备防雷： 

多级防雷，解决系统频繁受雷击的现象三部雷达站均安装在沿海地区、安装点高度均突出于周围其他设施，属于雷电高发地区，因此，设备的防雷措施非常重要。本系统采用了下述7项措施，取得了明显的防雷效果，雷达系统工作至今从未出现雷击损害现象。

等电位地雷达塔、塔下机房及其周围建筑物，位于一个等电位的地网上，雷达塔通过防雷接地钢带与地网可靠相连，当雷电击中雷达塔时，可有效地将能量直接泻入大地。

塔顶避雷针： 

在雷达塔顶部，安装了多个避雷针，当雷电放电时，首先击中突出的避雷针，避免直接击中设备。

电源隔离变压器：

塔顶设备的供电电缆，当雷电击中铁塔时，会产生非常高的感应电压。采用在塔下机房和塔顶机房各安装了一台隔离变压器，防止雷电从电源的串入。

光纤通讯： 

塔顶与塔下的通讯采用光纤通讯的方式，从而彻底避免了雷电对通讯的影响。

供电设备二级防雷：

机房的配电箱输入端，都加有电源防雷模块，将由电源进入的感应电压进一步降低，达到设备允许的安全电压。

设备三级防雷：

当设备附近发生雷电现象时(如天空闪电或避雷针接闪)，雷电所产生的瞬态强电磁场将会在电缆线上感应出瞬态过电压波。在设计中采用接口电 路增加瞬态抑制电路的方法，从而有效地避免了瞬态过电压波造成的设备接口损坏。

合理布线： 

采用所有电缆走屏蔽地沟的方法、电源电缆与信号电缆分开等措施，进一步减小了感应产生的电压，使设备工作更安全。对于任何一个从外部进入内部机柜的接口线缆均采用防雷器进行防雷转接，避免由外部线缆导致内部接口遭到雷电损害。

数据安全传输技术：

三部雷达采集的数据需要通过公网传输到指挥中心，而在公网传输的过程中，容易造成信息泄密，被走私分子或其他敌对方利用，为了解决此问题，系统应用了安全传输技术，对传输数据进行加密处理。本系统采用安全的操作系统(经裁剪的Linux最小系统)、严格的用户身份验证、专用的通讯数据格式、高强度的数据加密、数据报整体加密后再传输等措施，从而保证了信息的安全。

无人值守远程控制：

三部雷达均架设在沿海区域，地点分散，距离指挥中心几百公里，交通不便，雷达站条件艰苦。为了克服以上不利因素，系统采用了远程控制技术，从而使用户方在指挥中心便可以对雷达站进行任何控制操作，为了保证雷达站不需要人员值班守护，系统采用了数据安全传输、高倍率图像压缩、高可靠性操控、完善的系统自保护、先进的现场环境监控、完善的设备在线自检等技术，使雷达系统信息的完整性、设备的可靠性、操作的安全性、现场的可视性技术等得以保障。操作手在指挥中心就可全面了解现场所有设备的运行状况，从而实现了对雷达站的远程遥控、无人值守的功能。

高倍率图像压缩技术：

采用了国内首创的雷达回波图像实时压缩技术。针对海事雷达回波数据的特点，采用将目标检测和图像自适应分割技术，与国际最先进的H.264视频编码方式相结合的实时数据压缩技术，该项技术具有高压缩比、低失真、实时性强的特点。

强大的网络系统：

缉私雷达网络系统各个设备包括雷达站、指挥中心、终端操控系统、环境监控、AIS系统等之间均采用统一的网络接口接入到雷达网络系统之中。真正做到了从指挥中心到任何一个设备都能进行控制；自由的添加或删除任何一个设备而不影响其他系统；三部雷达数据通过网络进行融合得到更高精度的数据；这些功能的实现都得益于在缉私雷达网络系统设计之初采用了统一的网络设计。

完善的系统自我保护技术：

系统采用了一整套完整的自我保护措施，确保雷达各系统在任何情况下，设备都是按照流程安全可靠地运行。例如：雷达控制机与指挥中心失去联系20分钟后，自动关闭整个雷达系统；收发机与雷达控制机失去联系10分钟后，自动关闭收发机；市电失效、UPS电池电量不足时，雷达控制机启动电源保护程序，先关闭主要用电设备，延长UPS供电时间，电量下降到警戒门限时，关闭整个雷达系统(包括UPS电源)，等市电恢复并且电池电量达到规定值后，再自动启动系统供电；现场环境出现过温、烟雾等情况时，立即发出报警信息，并切断整个雷达系统电源，必须人工确认后手动才能开机。

先进的现场环境监控技术：

雷达系统不仅能检测设备的环境温度、湿度、烟雾、收发机柜、控制机柜温度等信息，而且能够控制空调设备工作模式，以改变雷达设备工作环境，同时视频监视设备能够观察雷达主要设备的现场工作情况，给操作手最直观的感知。

完善的设备在线自检技术：

雷达系统中的每个设备，都能够准确的报告系统存在的问题，涵盖几乎所有可能遇到的故障，雷达控制机负责收集并分析这些信息，为操作手提供准确的故障定位信息，以便进行维护。

雷达传感器性能指标国内外比较：

在采用雷达传感器监控方面，西安长远电子工程有限责任公司组织了雷达、通讯、控制和计算机方面的专家对国外几家公司在深圳、琼州海峡和湛江海域的系统进行了深入细致的研究。现将各项技术指标比较如下:

缉私雷达系统性能指标国内外比较

。

Claims (1)

1.一种新型缉私雷达系统，其特征在于，包括指挥中心和若干雷达基站；所述指挥中心包括数据库服务器、信息融合服务器、数据转发服务器、备用雷达服务器、多台远程监控终端、UPS电源和网络交换机；远程监控终端发送指令，经信息融合服务器将数据信息进行融合后，经过网络交换机、指挥中心路由器、指挥中心光纤设备、雷达站路由器送达至雷达基站；同时，远程监控终端将需要发送的数据内容传给数据库服务器进行存储；所述系统还设有数据转发服务器和备用服务器；数据转发服务器将数据库服务器中所存储的数据信息进行转发；备用服务器在信息融合服务器发生故障时，替代信息融合服务器进行工作；

各雷达基站反馈的数据信息，经过雷达站上报的信息经雷达站路由器、光纤、指挥中心路由器、网络交换机，发送到信息融合服务器，信息融合服务器将接收的数据存入数据库服务器，同时将数据信息融合后传入远程监控终端；数据转发服务器将数据库服务器中所存储的数据信息进行转发。