雷达终端录取画面的人性化设计

雷达终端录取画面的人性化设计
【摘要】我国近来各种新型雷达研制成功，自动化程度越来越高，各种技术指标、雷达体制越来越先进，但依然要由具体的人员来操作。

情报雷达遇到的各种密集繁忙空情、复杂电磁环境、杂波背景、各种有源无源干扰现象层出不穷，对于雷达操纵员提出越来越高的要求，为降低情报误判率和人员操作疲劳强度，设计合理的人性化的雷达操作界面尤为必要，设计方便、简单、易用的雷达，避免情报出错，才能更加发挥先进雷达的战斗力，保障空情完整正确地上报指挥中心。

【关键词】雷达；人性化设计；全自动录取；数据滤波
0 引言
随着社会经济的不断发展，雷达担负日益繁忙的空中交通管制任务，尤其是本世纪中国经济10多年的高速发展，空情日益密集复杂，给雷达兵全面掌握空中情况带来巨大挑战，雷达厂家在研制新型雷达时，要针对部队最关心的问题，最希望改进的技术去设计。

下面结合笔者多年工作经验，针对操纵员的操作，介绍我们在新研制雷达终端中是如何为用户考虑，采取措施，降低操作强度，减少错误情报率的。

1 全程全自动录取
上世纪90年代，即使是在发达地区，一部雷达一般也就同时保障二三十批航迹，现在一部中型雷达经常要观察几十批航迹，沿海发达地区甚至超过百批目标，全部依靠操纵员逐批录取，操作强度
太大，也容易忽视异常空情。

依赖计算机硬件和软件技术的发展，全程全自动录取空情是未来的必然选择。

1.1 全自动录取如何抑制虚假航迹
（a）某型雷达画面，画面中间有密集的地物和虚警
（b）经过数据滤波过滤后的画面，只留下目标回波
全自动固然好，但是如果虚假航迹较多，反而会分散人注意力，达不到原来目的。

所以要对回波点迹进行帧与帧之间相关积累，目标在空中位置和时间上是相关的和连续的，利用大容量存储技术，把雷达全程点迹记录下来，连续若干帧后，由计算机对每个点迹进行相关度计算，把历史上能连续发现，运动有规律、出现时机和位置有关联性的点迹串联起来，以此自动发现目标，自动起始航迹。

我们称之位数据滤波技术。

一般经过2～6帧以后，空中目标绝大多数能自动起始航迹。

而固定回波或者虚警杂波由于相关性差，绝大多数可被过滤掉，留给操纵员的是比较干净清洁的画面，也可以用特别颜色把有动目标特点的回波轮廓在光栅显示器以其擅长的
弧线或线段醒目标识出来，便于操纵员观察和判断目标特征。

如图1（a）所示，是没有经过数据滤波过滤的画面，包含各种原始点迹、低杂波、虚警点，而图1（b）是经过数帧数据滤波以后的雷达画面，绝大多数非目标的原始点迹已被滤除。

1.2 如何克服假航迹上报，如何尽快起始航迹
对于地杂波、有源干扰、无源干扰密集区，可以设置为多帧起始区，2～6帧起始，如果虚警仍然高还可以根据不同情况设置6到
15帧起始，总能把虚假航迹控制在可接受范围。

甚至可设置局部区域为半自动录取区，由人工来确认起始航迹。

对于清洁区或者特别关注区，可以设置为快速起始区域，比如2帧或3帧起始航迹。

1.3 航迹上报由人工确认和自动确认相结合
对于可信度高的目标，当然希望自动发现并上报，比如有二次应答信号的航迹。

对于需要继续观察的航迹，比如低慢小或者非合作目标（无二次雷达应答信号，无飞行计划的目标）。

我们设置预录取航迹功能，只跟踪它，暂时不上报。

留待操纵员根据飞行特点验证后再决定上不上报，标牌用紫色表示暂不上报。

2 重点和异常空情的提醒
操纵员随时面对几十批上百批目标的画面，雷达终端如何尽快发现重要的专机、包机或者飞机的异常情况呢？用户要求：对于二次有特殊应答的目标要能醒目提示。

我们目前大多数地面警戒雷达都加装了二次雷达，根据二次雷达应答码，我们分两种情况对待。

2.1 专机、包机的保障
当操纵员电话得知某专机或包机将经过防区，要加强警戒保障时，如果预先知道飞机二次雷达a模式应答号，就可以在画面中，专门显示有该应答码的二次点迹参数。

如图2，如果我们事先知道有一批航班a模式应答码为1236，一旦目标进入雷达作用距离，即使操纵员没有录取，也会在显示器上自动显示出来二次点迹标牌。

二次雷达点迹平时默认不显示参数。

2.2 自动或半自动发现并提醒意外空情
根据民用航空管制相关规定，4位8进制a模式应答码 7500表示本机被劫持、7600表示通讯中断、7700表示飞机有意外情况发生。

二次点迹标牌的提醒是半自动实现的，通过人工输入报警a模式应答码7500、7600、7700，显示所有有意外情况的空中目标。

平时画面只显示二次点迹位置，不显示二次点迹标牌，经过此输入，专门显示被关注的二次雷达点迹位置、应答码、高度参数，每帧更新。

如下图3所示，点击软件键盘，弹出操纵员可自定义显示的二次雷达点迹代码输入窗。

二次雷达应答码中出现上述三种a模式代码，则自动标定为重要航迹，显示器中该目标航迹标牌会自动闪烁提醒操纵员留意。

2.3 a模式代码航迹自动记忆功能
实际工作中，我们经常发现曾经一二次点迹配对成功的航迹有时会因为转弯机动或者姿态变化，二次应答信号丢失，如果因为当前没有应答，就不显示曾经的二次应答代码对于目标判断会造成困难。

也不利于人工及时修正重新出现二次点迹的航迹。

对于丢失了二次信号的航迹，我们用白色显示其过去的代码，以示区别。

对于当前有二次雷达应答信号的航迹标牌用等同批号的颜色显示其当
前应答代码。

这样也可以避免混批错批等很多误解。

如图4所示。

2.4 机场与航班号自动关联的数据库检索功能
利用雷达站周围已知机场飞机训练或者警巡任务时相对固定的a
模式代码规则，建立应答码与起降机场的数据库，这样一旦此类空中目标有二次雷达代码，就会自动标识起降机场或者任务名称，便于操纵员大致了解目标活动区域，预测目标去向，做到心中有数。

如图5是某机场训练飞行情况。

3 充分利用鼠标代替键盘操作
3.1 鼠标中间的滑轮滚轮代替键盘的量程变换
操纵员一个手指就能实现不同量程的转换。

3.2 画面中显示漫游、一次点迹、二次点迹、视频的快捷操作
有时这些功能键被其他窗口遮挡，不方便立刻点击起作用，充分利用鼠标在操作画面外的复用功能如图6，移动鼠标到主画面右下角，点击鼠标右键实现各种快捷键功能。

4 自动统计上报总量并显示
把每次开机掌握的空情数自动显示出来。

作为值班员有时需要统计本次值班上报了多少情况，半自动录取时统计编批批号起止号就能做到，如果雷达终端全自动录取，有些批可能没上报（预录取状态），所以要自动统计上报的批数。

要统计两类数据：一个是本次开机上报的总批数，另一个是本次值班上报总批数，换班时可清除。

如图7，我们在键盘输入提示区附近自动实时显示统计结果，分子表示本次值班上报多少批空情，分母表示本次开机上报多少批航迹。

5 操作手册的在线帮助信息
界面越来越华丽，操作项目越来越多，我们如何让操纵员尽快熟
悉各种操作规范呢，用户操作手册量大、重、携带、保管不便。

我们把最常用操作方法设计到显示界面，可以随时调阅查看如何操作雷达。

如图8，一旦点击帮助，就弹出各种操作命令集。

图8 在线帮助的提示操作
帮助信息里包括各种战术操作说明，画面操作说明，通讯上报设置等等。

铁打的营盘流水的兵，每隔几年就会有新操纵员补充进来，全靠老兵传授或者翻啃厚厚的操作说明书毕竟太单调。

有在线帮助，边操作边学习，记忆更快更深刻。

6 小结
随时倾听第一线雷达兵对操作的意见，不断总结提高雷达界面的人性化设计水平，对及时发现异常情况，降低操纵员疲劳强度，提高部队战斗力会大有好处。

【参考文献】
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[责任编辑：王静]。