X波段雷达对海探测试验与数据获取年度进展

刘宁波 丁昊 黄勇 董云龙 王国庆 董凯

刘宁波, 丁昊, 黄勇, 等. X波段雷达对海探测试验与数据获取年度进展[J]. 雷达学报, 2021, 10(1): 173–182. doi: 10.12000/JR21011
引用本文: 刘宁波, 丁昊, 黄勇, 等. X波段雷达对海探测试验与数据获取年度进展[J]. 雷达学报, 2021, 10(1): 173–182. doi: 10.12000/JR21011
LIU Ningbo, DING Hao, HUANG Yong, et al. Annual progress of the sea-detecting X-band radar and data acquisition program[J]. Journal of Radars, 2021, 10(1): 173–182. doi: 10.12000/JR21011
Citation: LIU Ningbo, DING Hao, HUANG Yong, et al. Annual progress of the sea-detecting X-band radar and data acquisition program[J]. Journal of Radars, 2021, 10(1): 173–182. doi: 10.12000/JR21011

X波段雷达对海探测试验与数据获取年度进展

doi: 10.12000/JR21011
基金项目: 国家自然科学基金(61871392, 61531020),国家部委基金(2020-JCJQ-JJ-140),中国博士后科学基金(47952, 2020M680631)
详细信息
    作者简介:

    刘宁波(1983–),男,海军航空大学副教授、博士、硕士生导师,主要研究方向为海上目标探测技术、雷达信号智能处理。E-mail: lnb198300@163.com

    丁昊:丁 昊(1988–),男,海军航空大学副教授、博士、硕士生导师,主要研究方向为海杂波特性认知与抑制、海杂波中目标检测。E-mail: hao3431@tom.com

    黄勇:黄 勇(1979–),男,海军航空大学副教授、博士、硕士生导师,主要研究方向为雷达目标检测、MIMO雷达信号处理。E-mail: huangyong_2003@163.com

    董云龙(1974–),男,海军航空大学教授、博士、博士生导师,主要研究方向为多传感器信息融合。E-mail: china_dyl@sina.com

    通讯作者:

    刘宁波 lnb198300@163.com

    丁昊 hao3431@tom.cn

  • 责任主编:许述文 Corresponding Editor: XU Shuwen
  • 中图分类号: TN959

Annual Progress of the Sea-detecting X-band Radar and Data Acquisition Program

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61871392, 61531020), The National Ministries Foundation (2020-JCJQ-JJ-140), The Postdoctoral Science Foundation of China (47952, 2020M680631)
More Information
  • 摘要: 针对雷达海上目标探测关键技术攻关对雷达实测数据的迫切需求,2019年提出了“雷达对海探测数据共享计划”。该计划旨在通过开展雷达试验获取数据,公开共享。2020年度该计划继续推进,开展了雷达目标RCS定标、不同海况海杂波与目标探测、海上机动目标检测跟踪3个方面的多次试验,获取了不同距离处不锈钢球定标体的雷达慢速扫描模式测量数据、不同方位下海杂波凝视模式测量数据、海上目标凝视模式探测数据、海上机动快艇雷达扫描模式测量数据,并同步获取了风和浪要素数据、目标AIS数据、可见光/红外数据等配合传感器数据。

     

  • 图  1  试验点及定标体运动轨迹示意图

    Figure  1.  Experimental site and schematic diagram of calibration body’s trajectory

    图  2  试验场景

    Figure  2.  Experimental scenario

    图  3  浪(有效波高、浪向、周期、浪速)和风(风向、风速)要素信息(红色标点对应试验时段)

    Figure  3.  Wave (effective wave height, direction, period, speed) and wind (direction, speed) information (The red punctuation marks correspond to the experimental period)

    图  4  典型数据示例

    Figure  4.  Typical data examples

    图  5  海杂波与目标探测试验场景

    Figure  5.  Sea clutter and target detection experimental scenario

    6  海杂波、目标回波典型数据示例

    6.  Typical sea clutter and target echo data

    图  7  雷达数据示例

    Figure  7.  Typical radar echo data

    图  8  浪(有效波高、浪向、周期、浪速)和风(风向、风速)要素信息(红色标点对应试验时段)

    Figure  8.  Wave (effective wave height, direction, period, speed) and wind (direction, speed) information (The red punctuation marks correspond to the experimental period)

    图  9  配试目标

    Figure  9.  Experimental target

    图  10  设定航线

    Figure  10.  Set trajectory

    1  雷达对海探测数据发布地址

    1.  Release address of sea-detecting radar data

    表  1  配试船只目标AIS数据示例

    Table  1.   The sample AIS data of the experimental boat

    东经(°)北纬(°)时间
    121.6096537.474042020-07-08 09:10:00
    121.6113437.475512020-07-08 09:38:00
    121.6127537.4766852020-07-08 09:40:00
    121.6162837.4790152020-07-08 09:42:00
    ·········
    121.6250737.483452020-07-08 13:50:00
    121.6212437.4802552020-07-08 13:56:00
    121.6180337.47742020-07-08 13:58:00
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    表  2  海杂波与目标回波数据列表

    Table  2.   List of sea clutter and target echo data

    序号数据类型海况等级(级)凝视方位(°)脉冲个数描述信息
    1海杂波3~41.53>1044.84 km处有一个航道浮标
    2海杂波3~442.18>104纯海杂波
    3海杂波3~448.36>104近程为纯海杂波,6 km后有岛屿回波
    4海杂波+目标3~417.36>1042.778 km和4.115 km处有2个漂浮目标(船+航道浮标)
    5海杂波+目标3~48.01>1042.81 km和4.16 km处有2个漂浮强目标(2艘锚泊船只),5.5 km后为岛屿回波
    6海杂波+目标29.58>104小快艇,回波较强,距离8.15 km进入雷达视野而后离开,存在同频异步干扰
    7海杂波+目标258.31>1043.86 km和7.15 km处有2个目标(船+岛屿)
    8海杂波+目标3~4扇区:257~360
    0~126
    9个扫描周期24 r/min扫描模式数据,有配套AIS数据
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    表  3  配试船只目标AIS数据示例

    Table  3.   The sample AIS data for experimental boat

    东经(°)北纬(°)时间
    121.420637.5512582020-07-22 14:32:00
    121.42177637.5532262020-07-22 14:34:00
    121.428837.5611042020-07-22 14:40:00
    121.4301637.5591052020-07-22 14:42:00
    ·········
    121.4365137.5536542020-07-22 15:14:00
    121.4317737.548672020-07-22 15:16:00
    121.428837.5476382020-07-22 15:18:00
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    1  2020年度数据发布信息表

    1.   Annual data release information table of 2020

    发布期号试验日期海况等级(级)数据量(GB)雷达天线
    工作模式
    发射脉冲
    模式
    目标位置
    信息记录
    气象水文
    数据
    12021.01.04~
    2021.01.06
    2~4>10凝视、扫描模式2有距离方位记录
    22020.07.081~2>20扫描(2 r/min为主)模式2有船只AIS数据
    32020.07.223>40扫描(24 r/min为主)模式2有船只AIS数据+5个航道浮标距离方位记录
    注:① 所有雷达数据均为脉压后的I/Q复数据;② 发射脉冲模式2,对应每个重复周期雷达相继发射1个单载频脉冲和1个LFM脉冲;③ AIS数据更新周期较长,约2 min更新一次,与雷达目标数据率不匹配;④ 数据格式与2019年度第1期数据格式相同[6]
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  • [1] 丁昊, 刘宁波, 董云龙, 等. 雷达海杂波测量试验回顾与展望[J]. 雷达学报, 2019, 8(3): 281–302. doi: 10.12000/JR19006

    DING Hao, LIU Ningbo, DONG Yunlong, et al. Overview and prospects of radar sea clutter measurement experiments[J]. Journal of Radars, 2019, 8(3): 281–302. doi: 10.12000/JR19006
    [2] 关键. 雷达海上目标特性综述[J]. 雷达学报, 2020, 9(4): 674–683. doi: 10.12000/JR20114

    GUAN Jian. Summary of marine radar target characteristics[J]. Journal of Radars, 2020, 9(4): 674–683. doi: 10.12000/JR20114
    [3] 许述文, 白晓惠, 郭子薰, 等. 海杂波背景下雷达目标特征检测方法的现状与展望[J]. 雷达学报, 2020, 9(4): 684–714. doi: 10.12000/JR20084

    XU Shuwen, BAI Xiaohui, GUO Zixun, et al. Status and prospects of feature-based detection methods for floating targets on the sea surface[J]. Journal of Radars, 2020, 9(4): 684–714. doi: 10.12000/JR20084
    [4] 贺丰收, 何友, 刘准钆, 等. 卷积神经网络在雷达自动目标识别中的研究进展[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 119–131. doi: 10.11999/JEIT180899

    HE Fengshou, HE You, LIU Zhunga, et al. Research and development on applications of convolutional neural networks of radar automatic target recognition[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2020, 42(1): 119–131. doi: 10.11999/JEIT180899
    [5] 陈小龙, 黄勇, 关键, 等. MIMO雷达微弱目标长时积累技术综述[J]. 信号处理, 2020, 36(12): 1947–1964. doi: 10.16798/j.issn.1003-0530.2020.12.001

    CHEN Xiaolong, HUANG Yong, GUAN Jian, et al. Review of long-time integration techniques for weak targets using MIMO radar[J]. Journal of Signal Processing, 2020, 36(12): 1947–1964. doi: 10.16798/j.issn.1003-0530.2020.12.001
    [6] 刘宁波, 董云龙, 王国庆, 等. X波段雷达对海探测试验与数据获取[J]. 雷达学报, 2019, 8(5): 656–667. doi: 10.12000/JR19089

    LIU Ningbo, DONG Yunlong, WANG Guoqing, et al. Sea-detecting X-band radar and data acquisition program[J]. Journal of Radars, 2019, 8(5): 656–667. doi: 10.12000/JR19089
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-08
  • 修回日期:  2021-02-19
  • 网络出版日期:  2021-02-24

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