[科普中国]-地形回避跟踪雷达

简介

地形回避跟踪雷达（Terrain avoidance tracking radar），也叫地形跟随和地形回避雷达(terrain-tracking radar and terrain-avoidance radar)，是飞行器上探测地形变化和回避地物的雷达。它是自动地形跟随系统的组成部分。地形回避跟随雷达把探测到的飞行前方的起伏地形信息（距离、方位、高度）提供给自动飞行控制系统或驾驶员，以便操纵飞机与地面保持一定的垂直距离飞行。地形回避跟踪雷达不断探测出飞行前方高于规定高度的障碍物，驾驶员根据雷达的指示作横向的机动飞行。

现代军用飞机为了低空安全飞行，机上只装地形跟随雷达就能满足要求，而地形回避雷达则是一种辅助手段。有的机载雷达兼有地形跟随和地形回避功能。地形回避跟踪雷达，可持续判断前方2.5公里范围内的地形，然后由自动驾驶仪控制飞机与地面保持一定高度。1

工作原理地形回避跟踪雷达的工作原理与普通的脉冲雷达大致相同，区别只是功能不同，组成有些差异。测量精度和分辨率比一般雷达高。这类雷达多采用单脉冲技术，有的采用脉冲多普勒体制或相控阵技术。

用地形跟随雷达飞行时，天线波束以一定的俯角照射飞机前方的地面或在一定的俯角内扫描，随时将测出的距离与规定的参考距离作比较，产生一个要求的俯仰变化率信号。同时由无线电高度表测出飞机对地面的相对高度，并与规定的安全相对高度相比较，产生另一个要求的俯仰变化率信号。从这两个俯仰变化率中选取一个对飞行较安全的变化率，再与陀螺测定的飞机实际俯仰变化率作比较，其差值信号就是飞机爬高飞行或下降飞行的修正值。

使用地形回避跟踪雷达时，驾驶员可以选择与飞机有一定高度间隔的安全飞行平面，雷达天线保持一固定的俯仰角，左右扫描，测出高于安全飞行平面地物的高度，驾驶员操纵飞机作横向机动，绕过地形障碍。雷达提供的地物回避指令信号也可输给自动驾驶仪，使飞机自动避开障碍物。为了确保低空飞行的安全，雷达都备有自检报警系统并采用余度技术，一部雷达出现故障时，立即自动转换另一部接替。1

用途战争中，进行空袭的飞机往往采用超低空飞行的方法来躲避敌方远警雷达的监视。但飞机在离地面几十米的高度进行超低空飞行很不安全，一不小心就会撞在高出地面的山包和高大建筑物上。为了保证超低空飞行的安全，科学家设计了地形回避跟踪雷达。

地形回避跟踪雷达一般装在飞机头部下方，往机头前下方发射电波，专门用来探测机头前面下方的地形地物，它就像瞎子手里的“探路棍”一样，当前下方有高大的楼房、铁塔、突起的山峰时，地形回避跟踪雷达通过计算机的计算来控制自动驾驶仪，使飞机飞高到前方地物上方的一定高度上。这样，飞机的飞行高度就由地形跟踪雷达和计算机自行调节控制，使飞机能随着地形的变化而自动变化，并保持在规定的超低空高度上。

地形回避跟踪雷达，适用于变化不太剧烈的地形地物，对有些从平地陡然突起的地形地物，要使飞机也跟着突上突下地飞就有些困难了。

还有一种被称为“探路棍”的雷达叫地物回避雷达。地物回避雷达的基本原理与地形回避跟踪雷达相同，但这种雷达在发现前面有地形地物时，不是自动控制飞机飞高，而是让飞机自动地往左或往右绕过突出的地形地物来保证飞机的安全。一般超低空飞行的作战飞机和无人驾驶飞机都装有这种雷达。2

应用举例我国的歼10战斗机是我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战斗机。歼10采用了中国自行研制的地形回避跟踪雷达、宽视场前视红外搜索系统、前视红外跟踪系统和激光测距照射系统。地形回避跟踪雷达探测到的信息传输到飞机数字飞行控制系统后，战斗机便可实行自动地形跟踪飞行，飞行员亦可据此选择适当的高度穿越复杂地形：前视红外系统可以发现单个房屋或树林中的车辆目标，图像同时显示在平视显示器上：高性能前视红外跟踪系统可用来锁定目标及制导空地战术导弹；激光照射系统则可用来导引激光制导炸弹。3