雷达威力预报技术中海表温度测量及修正方法

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1、第４９卷第５期哈尔滨工业大学学报Ｖｏｌ?４９Ｎｏ?５２０１７年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｙ２０１７ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６１１０１８雷达威力预报技术中海表温度测量及修正方法崔萌达，察豪，田斌（海军工程大学海军信息装备作战应用研究所，武汉４３００３３）摘要：针对雷达探测威力预报中海表温度测量问题，提出一种基于红外传感器的修正方法．分析了红外传感器产生测量偏差的原因，通过对海面红外辐射及反射情况进行建模，仿真分析了天空温度对海表面温度测量结果和雷达威力预报结果的影响，并提出海表温度的修正方法．实

2、验结果表明，将该方法应用到雷达威力预报中，预报结果与实际雷达威力相对误差小于２０％的概率高达８０％，显著提高了雷达威力预测预报精度．关键词：微波超视距；雷达威力预报；蒸发波导；红外测量；海表温度中图分类号：ＴＮ９５文献标志码：Ａ文章编号：０３６７－６２３４（２０１７）０５－０１１６－０６ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅａｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒａｎｇｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎＣＵＩＭｅｎｇｄａ，ＣＨＡＨａｏ，ＴＩＡＮＢｉｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｎａｖ

3、ａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｅａｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＳＳＴ）ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｒａｄａｒｐｏｗｅｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（ＲＰＰ），ａｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅａｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｓｅｎｓｏｒ．ＴｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｓｅｎｓｏｒｆｏｒＳＳＴｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｍｏｄｅｌｓｏｆｓｅａｓｕｒｆａｃｅｒａｄ

4、ｉａｔｉｏｎａｎｄｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｒｅｍｏｄｅｌｅｄ．ＴｈｅａｆｆｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｋｙｒａｄｉａｔｉｏｎｔｏｒｅｓｕｌｔｏｆＳＳＴａｎｄＲＰＰａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＡｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒＲＰＰｉｓｄｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｏｆｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｓｌｉｍｉｔｅｄｉｎ２０％ｗｉｔｈ８０％ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙｗｏ

5、ｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅｏｖｅｒｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎ；ｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒａｎｇｅ；ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｄｕｃｔ；ｉｎｆｒａｒｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｅａｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ蒸发波导是由水汽蒸发引起的大气湿度随高度海水与空气接触部分的水温．因蒸发作用和热交换［５］锐减的大气现象，它会造成电磁波的异常传播，并减作用的存在，海表温度与海水温度存在一定区别．小电磁波的海上传播损耗．蒸发波导具有较高的发与其他接触式温度传感器相比，利用红外传感器测生概率，所以广泛应用于超视距雷达探测［１］．然而［６－７］量海水温度具有独特的优势：一是在红外波段，大气参数会随时间

6、和空间不断变化，超视距雷达的海水的透射率很低，红外传感器测量的温度为海表探测威力也将发生变化．雷达威力的预测可为作战面以下几毫米的海水温度，与理论上的海表温度十舰艇提供辅助决策，使其合理把握雷达开关机时间，分接近［８］；二是红外传感器与海面不发生接触，不提高生存能力．通过蒸发波导计算雷达探测威力，会因热传导而改变被测海水的温度．但因海表面的首先需要测量海上的水文气象参数，包括风速、湿红外辐射率小于１，加上天空背景的干扰，红外传感度、气压以及海表温度，然后通过波导模型得到海上器的测量温度与真实的海温之间存在偏差，会使得［２－３］大气折射率廓线，再通过电磁波传播模型计算测量温度低于真实温度．

7、雷达电波传播损耗，最终预测出雷达的探测威本文针对红外传感器温度测量的偏差，结合海［２，４］力．海表温度的测量影响着预报结果的准确程面与天空的红外辐射模型，提出一种基于红外传感度，是整个预报系统中的难点．器的海表温度修正方法，并将其应用到超视距雷达海表温度的测量与海水温度测量不同，是测量的威力预报中，验证了方法的有效性．收稿日期：２０１６－１１－１２１红外温度测量及影响因素基金项目：国家自然科学基金（４１４００５００９）；国家重点实验