航海雷达毕业论文

航海雷达用于测定船位、引航和避 让。 雷达测距比测向精度高。按照定位精度顺序，雷达定位方法为：距离定位、孤立目标的距离方位定位和方位定位。如用雷达测距和目测方位结合，定位精度更高。雷达测量距离和方位的准确性受多种因素影响。按照国际海事组织1981年提出的性能标准，要求测距误差不超过所用量程的1.5%或70米，取其大者。物标在显示屏边沿的测方位误差应在±1°以内。由于雷达本身性能和物标反射特性的影响，雷达图象具有以下特点，需要 正确辨认。①失真，由于波束水平宽度和光点直径的影响，物标回波往往比实物为大；观测物标回波边沿的方位时，需修正半个波束水平宽度。由于雷达地平以远和受遮挡的地物无回波，所得岸线图形往往与海图上形状不完全一致。②有干扰，包括雨雪杂波、海浪杂波、同频杂波等的干扰，轻者影响观察，重者掩没物标回波。③可能出现假回波，包括旁辨回波、间接回波、多次反射等。④其他如由于船上烟囱、桅杆的遮挡，荧光屏上形成扇形阴影，超折射时出现第二行程回波等。 在较宽水道航行，最好利用雷达连续在海图上定位进行导航。在狭水道航行，须 直接在显示器上进行导航。航海雷达有相对运动显示和真运动显示两种方式。相对运动显示方式为航海雷达的基本显示方式。其特点是代表本船船位的扫描起始点在荧光屏上（一般在荧光屏中心）固定不动，所有物标的运动都表现为对本船的相对运动。相对运动显示方式分两种：①舷角显示方式：又称“船首向上”显示方式。不管本船航向如何改变，船首标志线始终指向固定方位刻度盘的正上方（零度），便于读取舷角。但物标在屏幕上的位置随本船航向改变而改变，因此在改向或船首由于风浪而发生偏荡时，会使图像不稳，且由于余辉而使图像模糊（图1）。②方位显示方式：又称“真北向上”显示方式。将本船陀螺罗经（见罗经）的航向信息输入显示器，使船首标志线随本船航向而改变，其所指固定方位刻度盘读数就是当时本船航向，此时固定方位刻度盘正上方（零度）代表真北，本船改向时，物标在屏幕上的位置不变，保持图像稳定（图2）。船舶主要依靠浮标航行，而且航道弯度不大，可选用舷角显示方式；船舶航行转向频繁，而且需要大角度转向时,选用方位显示方式为宜。真运动显示方式为在荧光屏上能反映船舶运动真实情况的显示方式。实现真运动显示，要将本船罗经的航向和计程仪的速度信息输入显示器。其特点是代表本船船位的扫描起始点以相应于本船的航向和速度在屏幕上移动，海面上的固定物标在屏幕上则固定不动，活动物标按其航向和航速在屏幕上作相应移动，根据活动物标的余辉，即能看出其真实航向和估计其速度（图3）。真运动显示方式主要是便于驾驶员迅速估计周围形势。 为了判别与会遇船有无碰撞危险，应根据雷达观测信息进行标绘作业，标绘 内容通常是求最近会遇距离和来船的真航向，真航速。人工标绘作业可在极坐标图上进行：按一定时间间隔把来船回波的相对位置移标在图上，其联线就是该船的相对运动线。它离中心的垂直距离，称为最近会遇距离。最近会遇距离太近就是有碰撞危险。已知本船真航向、真航速，通过作矢量三角形，就能求出会遇船真航向、真航速。60年代出现了套在雷达显示器屏幕上的反射作图器，它使驾驶员能直接在屏幕上标绘而无视差，从而提高了标绘效率，但准确性有所降低，也不能留下记录。以后又出现了在屏幕上增加一些被称为“火柴杆”的电子标志和基于光、磁、机械等方法进行标绘的其他装置。60年代末到70年代初出现自动雷达标绘仪。自动雷达标绘仪是附属于航海雷达的自动标绘装置，一般用电子计算机控制，可与雷达组装在一起，也可以作为单独部件。工作时，需向它输入本船航向、速度、雷达触发脉冲、雷达天线角位置和雷达视频回波信号，由人工或自动录取会遇船，然后自动跟踪。通常用矢量线在屏幕上表示各会遇船的航向和航速，其长短可以设定。矢量线末端代表到设定的时间时各会遇船的位置，可以很容易看出有无碰撞危险（图4）。也有用椭圆形或六角形显示预测危险区，其大小取决于所设定的最近会遇距离。如会遇船的航向、航速和本船的航速均不变，本船航向线通过预测危险区时，即有碰撞危险（图5）。当电子计算机算出最近会遇距离和到最近会遇点时间小于所设定的允许范围时，会自动地以各种方式（视觉和音响）报警，提醒驾驶员采取避让措施。如果需要，可进行模拟避让（模拟改向、改速或倒车），以确定所要采取的避让措施。为准确显示各种避碰信息，如选定船舶的方位、距离、航向、航速，最近会遇距离和到最近会遇点时间等，标绘仪中还有数字显示器或字符显示器。（ ）

A                               侦查和监视手段在军事高技术方面的应用

现代科学技术特别是高技术的发展，使军事侦察与监视的技术水平和能力有了极大提高。现代侦察设备器材或侦察探测系统有可见光、微波、红外、声学侦察探测设备；并可部署在地面、海上、水下和空中、太空。利用高性能的侦察探测系统可进行全时域、大空域及覆盖全侦察与监视，可迅速、准确、全面掌握敌方情况。世界各国都非常重视现代侦察监视技术的发展，现代侦察监视技术已成为军事高技术重要领域。

一、侦察与监视技术的基本概念

侦察是军队为获取军事斗争特别是战争所需敌方或有关战区的情况而采取的措施，是实施正确指挥、取得作战胜利的重要保障。侦察监视技术是指发现、识别、监视、跟踪目标并对目标进行定位所采用的技术。现代侦察与监视系统是根据现代战争的需要，把各种高新技术设备有机结合起来，以实现各种侦察目的的情报保障系统。直接目的探测目标，分发现、识别、监视、跟踪及对目标定位。

1、发现：依据目标与周围背景的某些不连续性，将目标提取出来，确定某个地方有目标。

2、识别：确定目标的真假和区分真目标的类型。

3、监视：严密注视目标的动静。通常隐蔽地实现。

4、跟踪：对目标的连续不断的监视。

5、定位：按照一定的精度探测确定出目标的位置，即方位、高度和距离。

侦察监视技术就是指发现、识别、监视、跟踪目标并对目标进行定位所采用的技术。

理论上，自然界中任何实物目标及其所产生的现象总会有一定的特征，并与其所处的背景有差异。目标与背景之间的任何差异，如外貌形状差异，或在声、光、电、磁、热、力学等物理特性方面的差异，都可直接由人的感官或借助一些技术手段加以区别，这就是目标可以被探测到的基本依据。侦察监视系统根据目标的特征信息，包括声、光、电、磁、热、力学等特征信息，完成任务。

二、现代侦察技术有多种分类方法，通常分为以下三类：

1、战略侦察、战役侦察和战术侦察：目标性质、范围、情报使用和所引起的作用不同；

2、侦察设备的运载工具及其使用：地（水）面、水下、空中和空间四个侦察系统；

3、根据遥感设备的不同：可见光、多光谱、红外、微波、声学侦察等。

三、现代高技术战争中的侦察监视技术的应用

（一）可见光侦察

1、什么是可见光？

正常人眼可见的光。

2、什么是有色物体？

物体对可见光有反射特性。

3、可见光：波长0.4～0.76微米电磁波作用于视网膜上感光细胞，引起视觉。对可见光能感觉光的不同颜色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。色光呈现不同色彩，因为波长不同，当眼睛同时受到各种颜色光的同时作用时，产生白光感觉，白光是复合光。

4、电磁波：电磁波根据波长或频率不同分无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 Y射线等。

同一物体对不同波长电磁波反射能力不相同；不同物体对同波长电磁波反射能力也不相同。物体对可见光不同的反射特性决定了它们本身的颜色。

电磁波波长不同，在大气中传输能力不同。大气中水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等气体分子对不同波段的电磁波有不同程度的吸收作用(选择性吸收)，使有些波段电磁波被削弱，有些波段完全消失。大气吸收较少的波段(大气透过率较高)称“大气窗口”。目前知道大气窗口有：

0.3～1.3微米：该窗口包括全部可见光、部分紫外光和部分近红外波段，属于目标的反射光谱。照相及扫描方式的侦察器材都采用此“窗口”，是目前侦察领域应用最为广泛的一个窗口。

1.4～2.5微米：属于近红外波段，也是目标的反射光谱，但不能为常用胶卷所感光。在侦察中目前该窗口很少利用。

3～5微米：属于中红外波段，既是目标的反射光谱，也是目标的辐射光谱。

8～14微米：属于中远红外波段，是目标本身热辐射波段，该窗口目前利用也较为广泛。

大于1.5厘米：属于微波波段，是微波雷达应用最为广泛的窗口。

即使处在大气窗口中的电磁波，传播过程中也要受到大气分子的散射，散射程度与波长的四次方成反比，即波长愈短，散射愈多。

根据目标在可见光波段的物理特征，主要侦察器材有各种光学观察器材、照相侦察器材、电视侦察器材、微光夜视侦察器材和激光侦察器材等。

（二）红外侦察

1、什么是红外侦察？

根据物体在红外波段的热辐射，侦察、探测目标。

2、什么是热辐射？

任何物体温度高于绝对零度时，不断以电磁波形式向外释放能量，称热辐射。

同一物体不同温度时，热辐射能量按波长的分布也不同。温度高，热辐射总能量增大，能量多数分布在波长短的一侧。温度愈高，峰值波长愈短。一般军事目标温度在-15℃～37℃之间，辐射波长约为9～10微米，处于红外波段。多数目标在常温下的热辐射波长都在红外波段，即使夜间，也能通过接收物体红外辐射来进行侦察。

红外线：可见光红光外端，波长0.76～1000微米电磁波。红外线分近红外（0.76～3微米）、中红外（3～6微米）、中远红外（6～20微米）和远红外（20～1000微米），其中近、中、中远红外波段被各类红外侦察器材所利用。

红外侦察设备主要分成像红外探测器和不成像红外探测器两种。成像红外探测器主要有红外照相机、红外夜视仪、热成像夜视仪等，不成像红外探测器主要有红外预警探测器。

（1）红外照相机

红外照相机与普通可见光照相机成像方式一样，不同的是要采用只能透过红外辐射的特制镜头，而且要采用对红外辐射敏感的专门的红外胶卷。红外胶卷有两类：红外黑白胶卷和红外彩色胶卷。根据所拍摄的红外黑白照片的色调变化或红外彩色照片的色彩变化，就能识别伪装，发现隐蔽的目标。与可见光照相相比还有个优点是能在夜间或浓雾等不良条件下拍摄远距离的景像，目前只能制造出对近红外区敏感的红外胶卷，而常温下物体近红外辐射能力很弱，所以夜间照相时必须用强光源照射目标。

（2）红外扫描装置

因为目前只能制造对近红外辐射敏感的红外照相胶卷，而军事目标中的中、远红外辐射能力却很强，很难对这些目标进行照相侦察，于是出现热敏照相。常用红外扫描装置，利用光学扫描技术和对中、远红外辐射敏感的半导体材料，将地物辐射的红外能量转变成电信号，进行处理放大后再转变成可见光图像。

（3）红外传感器

红外传感器是无源被动式红外探测器。当目标经过时，红外探测头吸收目标发出的红外辐射，能发现视角扇面内20米至50米以内的目标。

（三）雷达侦察

1、什么是雷达侦察？

利用雷达波发现、探测物体。

2、雷达侦察特点？

探测距离远、测定目标速度快、精度高、全天候使用、易电子干扰。

3、雷达侦察设备种类？

雷达侦察是利用物体对无线电波的反射特性来发现目标和测定目标状态（距离、高度、方位角和运动速度）的一种侦察。具有探测距离远、测定目标速度快、精度高、能全天候使用等特点，在战场上应用十分广泛，成为现代战争的一种重要侦察手段。

雷达种类繁多，用途各异，根据任务或用途的不同，可分为：

1、警戒、引导雷达

对空情报雷达；对海警戒雷达；机载预警雷达；超视距雷达；弹道导弹预警雷达。

2、武器控制雷达

炮瞄雷达；导弹制导雷达；鱼雷攻击雷达；机载截击雷达；机载轰炸雷达；末制导雷达；弹道导弹跟踪雷达。

3、用于侦察的雷达

战场侦察雷达；炮位侦察校射雷达；活动目标侦察；侦察与地形显示雷达。

4、航行保障雷达

航行雷达；航海雷达；地形跟随与地物回避雷达；着陆（舰）雷达。

（四）电子侦察

1、什么是电子侦察？

接收无线电信号：接收无线电通信信号、接收雷达信号。

2、接收无线电通信信号：测向、侦听。

3、电子侦察特点：隐蔽、被动、距离不小于被侦察设备工作距离。

电子侦察一般分两大类，一类是无线电探测；一类是侦察雷达。

无线电侦察是使用无线电收信器材，截收和破译敌方无线电通信信号，查明敌方无线电通信设备的配置等情况。具有侦察距离远，速度快，工作隐蔽，受环境、地形、气候等自然条件影响小的特点。包括侦听和测向定位两个方面。

1、无线电通信侦听

无线电通信侦听主要是运用电波传播、信号及联络三个规律来实施侦察。无线电通信侦听设备主要是无线电接收机。

（1）信号规律及侦听

无线电波所传播的信号，必然由通信双方按一定的规则制定信号的形式。

从信号的调制上看，为使无线电通信的每一个信号都能代表某一信息，必须对发射的无线电波进行某种调制。调制的方法通常有调辐、调频、调相等。用不同的方法调制的信号将具有不同的频谱特性，因此在接收时必须采用与之对应的不同的解调方法。

从信号的组合上看，各种无线电通信信号的组合形式虽然不同，但都由电流脉冲的有无、长短和大小表示，它们同样存在着变化规律。同样的电码组合，在各种文字中可表示不同的含义。

从波形上看，无线电波也有不同的形式，如连续波、断续波、矩形波等。通过对不同的波形及波纹的分析，可以查明敌方通信信号的技术规格、调制方式、排列方式和组合规律等技术参数。

（2）联络规律及侦听

在无线电通信中，除发射载有信息的无线电波外，还必须相互规定呼号、频率、联络时间等通信诸元和勤务用语。

2、无线电测向

无线电通信测向是指利用无线电定向接收设备（又称无线电测向仪）来确定正在工作的无线电发射台方位的工作过程。通过测向能确定通信电台的方位。无线电通信测向的种类较多：

——按显示方法不同可分为听觉测向和视觉测向；

——按使用方式不同可分为固定测向、半固定测向和移动式测向；

——按测向机的用途分空中测向、海上测向和地面测向；

——按适用波长不同分长波测向、中波测向、短波测向和超短波测向等。

（五）多光谱侦察

什么是多光谱侦察？同时、分别在各个不同的光谱带上对同一目标进行照相或扫瞄，获得的图像。

主要特点？识别针对单一光谱侦察的伪装，工作范围受限，一般0.35～0.9微米波段，至多不超过1.35微米。

多光谱侦察是把目标发射和反射的各种波长的电磁波划分成若干窄的波段，在同一时间内，用几台仪器分别在各个不同的光谱带上对同一目标进行照相或扫瞄，将所得图像或信号进行加工处理，分析比较，就可以从物体光谱和辐射能量的差异上区分目标。在多光谱侦察获得的图像上，生长旺盛的活体植物呈现红色，伪装用的砍伐植物呈蓝色，涂绿漆的金属物体呈现黑色。

多光谱照相机由于受感光胶片光谱响应的限制，其工作范围一般在0.35～0.9微米波段，至多不超过1.35微米。

（六）声学侦察

声波特点？弹性波，声波在不同的介质中的传播速度不同。

声波用途？传声，反射。

水中声波传输特点？透射与绕射；反射与折射；散射与混响；衰减；声道。

声学侦察设备主要有声响传感器、炮兵声测仪、水下探测设备等。

声波是一种弹性波，声波在不同的介质中的传播速度不同。空气声波传播速度每秒340米左右。

1、声响传感器

声响传感器使用很普遍，它的探测器是一个传声器，是一种声电转换器。工作原理与麦克风相同。最大优点是分辨力强。处理后能重现目标运动时所发出的声响特征。如果运动目标是人员，则不仅可以直接听到声音，还能根据话音察明其国籍、身份和谈话内容；如果运动目标是车辆，则可根据声响判断车辆的种类。同时它还能排除自然干扰。声响传感器的探测范围也较大，对人正常对话40米，对运动车辆达数百米。

2、声纳

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备。海洋中使用的声波，水中传播速度达每秒1450米以上。声波在水中的传播速度受温度、盐度及海水静压力（即深度）的影响，温度越高，声速越大；盐度及静压力的增加，也会引起声速的增大。

声波在海洋中传播主要有以下特点：透射与绕射；反射与折射；散射与混响；衰减；声道。

声纳用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标。声纳按工作方式分被动式声纳和主动式声纳。

被动式声纳又称噪声声纳。主要搜索来自目标的声波，特点是隐蔽性、保密性好，识别目标能力强，侦察距离远，但不能侦察静止无声的目标，也不能测出目标距离。

主动式声纳又称回声声纳，可以探测静止无声的目标，并能测出其方位和距离。但容易被敌方侦听而暴露自己，且探测距离短。

声纳的类型根据使用对象不同，分水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳和海岸声纳等。

应该有的 最好去大型书店里看看或者去图书馆