07导航雷达第七章雷达目标跟踪与AIS汇编

VTS中雷达与AIS基本功能的比较初立辉[摘要]由于雷达是工作于微波波段的目标探测定位设备，而AIS是工作于超短波波段的数据通信设备，两者的工作机理和功能存在差异。

在VTS的应用中，它们各有特点并存在不足，不能以一个取代另一个。

了解并在VTS中充分发挥该两技术手段的特点，相互弥补其存在的不足，对正确、有效使用该两技术手段，进一步扩展VTS功能，更好发挥它对船舶的服务管理功能有着重要意义。

[ Abstract ] Since the radar is operating in the microwave band target detection pointing device and the AIS is operating in the VHF -band data communication device , there is a difference between the two working mechanism and function . In the VTS applications, they have their own characteristics and shortcomings , can not be replaced by another one . Understand and give full play to the characteristics of the VTS of the two techniques , the presence of each other to make up for its lack of proper and effective use of the two techniques, the further expansion of VTS functions , better play its service management capabilities of the ship is of great significance .1雷达与AIS的异同点1.1 雷达与AIS的工作原理雷达是利用电磁波的二次辐射、转发或固有辐射来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征等信息的一种无线电装置。

雷达与ais目标位置信息融合方法的研究雷达与 AIS 目标位置信息融合方法的研究随着航运行业的不断发展壮大，自动化系统的应用越来越广泛。

而在自动化系统中，雷达和 AIS 是两个重要的传感器。

雷达可以探测到周围的目标，而 AIS 能够提供目标的位置、速度和方向等信息。

那么，如何将这两种传感器的信息进行融合，提高船舶的安全性和工作效率，成为了当前的一个研究热点。

一、雷达与 AIS 目标信息融合意义1.提高目标追踪准确性由于雷达和 AIS 的工作原理不同，其探测到的目标位置信息可能存在一定的偏差和误差。

而通过各种融合方法，可以有效地减小误差，提高目标追踪的准确性。

2.提高自动化控制效率通过雷达和 AIS 的融合，可以得到更完整、更准确的目标信息，从而实现自动化船舶控制，提高工作效率。

3.提高船舶安全性雷达和 AIS 的融合可以帮助船舶及时掌握周围环境的情况，防止可能的碰撞和其他危险事故的发生，提高船舶的安全性。

二、雷达与 AIS 目标位置信息融合方法目前，已经有许多学者针对雷达和 AIS 的融合方法进行了研究，主要包括如下几种方法：1.基于 Kalman 滤波的融合Kalman 滤波是一种经典的目标状态估计算法，可以有效地估计目标的状态量。

通过将雷达和 AIS 的数据输入到 Kalman 滤波器中，可以得到更准确、更稳定的目标状态信息。

2.基于粒子滤波的融合粒子滤波在目标状态估计中具有很好的效果，特别是对于非线性系统估计情况下的目标状态滤波更具有优势。

通过将雷达和 AIS 的数据，输入到粒子滤波器中，可以得到更高精度的目标状态信息。

3.基于神经网络的融合神经网络可以根据过去经验，预测未来情况。

通过将雷达和 AIS 的数据作为输入，训练得到适合船舶运动的神经网络模型，可以实现目标位置信息的更加准确的融合。

三、结语雷达和 AIS 的融合是一个复杂的问题，需要针对不同情况选择合适的融合方法。

通过不断的研究和创新，可以进一步提高融合精度，提高船舶的安全性和工作效率。

一种雷达与AIS航迹关联算法的研究作者：张东良刘杰来源：《硅谷》2011年第16期摘要：在船舶交通管理系统（VTS）中，雷达与AIS航迹关联的精度很重要。

给出雷达与AIS航迹数据关联模型，讨论一种基于多义性处理并考虑航迹历史数据的航迹关联算法，并进行算法性能的推理，给出仿真结果，可以看到仿真在密集环境中取得很好的效果。

关键词：航迹关联；雷达；船载自动识别系统中图分类号：TN965.7+ 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820011－020 引言船舶交通管理系统（VTS）在保障船舶航行安全，提高航运效率和保护水域环境方面发挥了重要作用。

而船载自动识别系统（AIS）与VTS系统的结合，把他们的数据进行综合处理，增强了船舶识别能力和船舶动态跟踪能力。

VTS中不同传感器收集的船舶动态数据，或雷达与AIS不同类型的传感器收集的数据，要进行数据融合处理，让VTS中心得到正确的船舶位置、航速以及其他有用信息。

融合过程可分为以下几步：航迹滤波、坐标转换、航迹相关和信息融合。

对于VTS系统来说，为了确保航行的稳定与流畅，发现目标后，需要第一时间了解运动目标的当前状态并且快速判断目标下一时刻的运动规律。

但问题是雷达数据与AIS观测的数据是孤立的、离散的，因此VTS系统需要一种新的技术手段来实现当前的航迹进行滤波，以及对未来的航迹状态进行预测，包括目标的位置、速度、方位。

还要考虑噪声的影响，在信息融合前要对信息进行滤波，减少误差以得到精度更高的数据。

精度更高的航迹是航迹融合的基础。

多传感器环境下，每个传感器都有自己的信息处理系统，并且个系统中都收集了大量的目标航迹信息。

如何确定来自不同传感器系统（如AIS与雷达信号）所探测的物体是否是同一个物体，就是航迹关联主要处理的问题，实际上也就是解决多传感器空间区域中重复追踪问题。

在分布式多传感器融合系统中，每个传感器都有数据处理子系统。

航迹关联算法主要分为两类：一类是基于统计的方法，其中包括独立序贯法、相关序贯法、加权法、经典分配法等，如序贯航迹关联算法是把历史的结果数据与当前时刻航迹联系起来，并且赋予良好的航迹关联质量和多义性处理；另一类是基于模糊数学方法、模糊综合函数航迹关联算法、多局部节点模糊航迹关联算法等。

军用舰船中导航雷达与AIS的运用作者：赵佳伦来源：《智富时代》2018年第01期【摘要】在现代船舶运行过程中，导航雷达和AIS系统的应用都给其提供了极大的帮助，保障了船舶出行的安全性。

然就当前使用情况来看，这两个定位系统在各船舶上的使用效果仍有部分不足。

是以本文便针对导航雷达和AIS系统的定义进行了相关分析，并初步探究了这两大系统综合使用后给舰船运行带来的便捷，从而提出了关于综合使用这两项定位系统的方法及注意事项，如下文所示。

【关键词】军用舰船；导航雷达；AIS系统；运用引言：总所周知，军用舰船是一种特殊的船只种类，担负着国家军事任务，其运行安全性能的高低将直接决定着作战训练的效果。

从以往各国军事报道中，我们可以发现的是军舰触礁搁浅、军舰与民用船只之间擦碰等事故的发生为数不少，且一般情况下军舰的造价也并非普通船只能相比的，同时由于军舰上承载大多的装备武器，如此一旦出现触礁或擦撞等事故，危险系数是极大的，往往会造成重大的人员伤亡及巨大的财产损失。

况且军舰作为一个国家的军事形象之一，如发生相关问题甚至还有可能引发两国间的争执。

故而，军舰运行安全问题一直以来，都是一个国家极为关注的焦点问题。

而导航雷达和AIS系统可以说是现在使用最为广泛性能最为齐全的两大信息定位装置，与其他导航设备相比，这两大装置俨然已经成为了现今军用舰船中不可或缺的导航工具。

将两者综合运用，促使导航雷达和AIS系统间形成优势互补作用，从而提供军用舰船更高质量的定位信息以及更安全的运行途径。

一、导航雷达的优缺点（一）导航雷达的优势与传统导航系统相比较而言，传统的导航系统主要凭借的是人眼里观察，然受诸多因素的影响，比如不可控的天气因素及人为因素，均是致使传统导航系统出现错误指示的重要原因，而融入先进信息技术的导航雷达便有效避免这些弊端，其受天气的影响远远要比传统导航系统小得多，且具备更精准的导航效果、更为迅速的反应能力以及更深远的探测距离。

导航雷达与AIS在军用舰船中的综合运用作者：柳林李明奇来源：《现代电子技术》2013年第17期摘要：导航雷达和AIS作为两种主要导航设备在现代船舶上有着广泛应用，对船舶的安全航行有着重要意义。

通过分析其各自优缺点，论述了在军用舰船中综合使用导航雷达和AIS 的必要性，提出了综合运用导航雷达和AIS保障舰艇安全航行及遂行各项任务的注意事项和基本方法。

关键词： AIS；导航雷达；军用舰船；综合使用中图分类号： TN967.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）17⁃0012⁃030 引言军用舰船是赋有特殊任务的船只，安全航行是其遂行作战训练任务的基础。

从以往各国的报道中可以看到，军舰触礁搁浅，军舰之间、军舰与民用船只之间相碰的事故不在少数，由于军舰一般设备先进，造价昂贵，且武器装备较多，危险性较大，一旦发生事故往往造成重大人员伤亡和财产损失，军舰作为一国武力象征，有时甚至会引起外交争端。

因此，军舰的安全航行一直是各国十分重视的问题。

导航雷达作为军用舰船的必要导航装备，在舰船安全航行方面发挥着重大作用。

AIS作为一种新型导航系统，具有其他导航设备不可比拟的优势，在军用舰船上加装AIS，综合运用AIS和导航雷达形成优势互补是保证舰船海上安全航行的重要途径。

1 导航雷达基本特点1.1 导航雷达优势传统的舰船导航主要靠目力观察，受气象条件及人为因素等方面限制，不易及时发现和跟踪目标，而有了导航雷达就大不相同，相对来说导航雷达受气象条件影响较小，精度高，反应快速，探测距离远，导航雷达的探测距离一般可以达到10～20海里。

随着电子计算机技术在航海上的推广和应用，导航雷达自动化程度也越来越高，功能更加完善，特别是导航雷达自动标绘仪的出现，大大提升了导航雷达操纵的简捷性，增加了避碰预警时间。

导航雷达用于近岸航行，特别是用于雾中航行和狭水道航行时，有较大优越性[1] 。

1.2 导航雷达局限性尽管导航雷达在应用中有上述优势，但其局限性也不容忽视。

AIS与军用雷达目标航迹融合算法研究
于海霞;付才魁;林敏
【期刊名称】《军事交通学院学报》
【年(卷),期】2009(011)005
【摘要】针对军用雷达目标的融合算法,分析了MN-KK算法对融合航迹精度的影响.提出一种新的AIS与军用雷达目标的航迹融合算法.航迹关联和融合是多传感器航迹融合的关键技术之一,是充分有效地利用多源信息的重要手段.利用AIS提供的信息具有精度高、信息量大的优点,弥补了航海军用雷达的不足.仿真结果验证了算法的有效性.
【总页数】3页(P91-封3)
【作者】于海霞;付才魁;林敏
【作者单位】大连理工大学,城市学院,辽宁,大连,116600;大通证券有限公司,科研部,辽宁,大连,116000;大连工业大学,机械工程与自动化学院,辽宁,大连,116600
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于CI的雷达与通信侦察航迹融合算法研究 [J], 高敬;黄高明;赵伊娜;屈直
2.基于凸组合和Bar-Shalom-Campo的航迹融合算法研究 [J], 刘卫东;刘洋;高立娥
3.网络瞄准环境下异步航迹融合策略及融合算法研究 [J], 王琳;张涛;冯国强;于雷;杨海燕
4.基于多因素模糊综合的雷达和AIS情报航迹融合算法 [J], 王红杰
5.目标航迹融合空间误差估计与补偿算法研究 [J], 段恒宇;张博;杨辰
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基于计算机软件技术的AIS与导航雷达信息融合机制探讨摘要:随着船舶交通管理系统的不断发展，其作用日益重要，尤其是在交通流量较大的港口区域，AIS与导航雷达系统可以对船舶进行有效监控，并对其航行安全提供保障。

在船舶交通管理系统（VTS）中，船舶自动识别系统（AIS）与导航雷达主要是通过信息融合机制来实现船舶航行安全保障。

本文主要介绍了计算机软件技术在AIS与导航雷达信息融合机制中的应用，并对其在应用中的优缺点进行了分析。

关键词:计算机软件技术；AIS；导航雷达；融合机制AIS系统是在自动识别技术的基础上发展起来的一种基于船舶自动识别技术（AutomaticIdentification,AIS）的新型雷达系统。

AIS是国际海事组织（IMO）为实现全球船舶安全航行而提出的一项国际合作计划，目的是在全球范围内实现船舶自动识别系统和船舶自动识别技术的一体化。

其主要功能包括：船舶自动识别、通信、避碰及事故信息等。

AIS系统主要由信息采集模块、数据处理模块以及信息显示模块等组成。

导航雷达是一种新型的基于雷达的导航系统，主要由测量设备、数据处理设备以及显示设备等组成，它通过雷达系统可以对目标进行定位，并根据相关的航行数据来对船舶航行状态进行判断。

1.概述船舶自动识别系统（AIS）主要是用于对海上船舶进行信息采集，并通过数据信息分析，为船舶提供相应的航行指令。

而导航雷达系统主要是通过对海面进行扫描，对海面上的障碍物进行有效探测。

在船舶交通管理系统（VTS）中，AIS与导航雷达信息融合机制主要是通过计算机软件技术，对两种信息进行有效处理，从而为船舶提供更为可靠的航行安全保障。

具体来说，计算机软件技术中的信息融合机制主要包括信息的预处理、目标检测、多传感器数据融合等几个部分，其最终目的是为了保证船舶航行安全。

在实际应用中，计算机软件技术的AIS与导航雷达信息融合机制主要是通过对多个传感器数据进行综合处理来实现对目标的定位和跟踪。

浅谈AIS与雷达目标信息融合摘要给出AIS和雷达目标信息融合问题的提出背景及模型的建立后，介绍主要用的信息融合方法即粗糙集与神经网络，简单概述粗糙集和人工神经网络，然后对粗糙集与人工神经网络相结合的可行性进行归纳总结，得出将粗糙集和神经网络结合起来的融合方法是可行的。

关键词AIS；雷达；信息融合；粗糙集；神经网络传统的雷达曾是海上监控系统的一个里程碑。

但由于传统雷达的局限性，决定了它所能提供的是非常小量的信息。

而船舶自动识别系统（AIS）能提供的信息有很多的优点，足以弥补雷达数据的缺陷。

但就现阶段来说，雷达在航海技术中又是无可替代的。

因此，为给船舶航行提供更精确可靠的信息，我们需要将AIS与雷达结合起来，把他们的数据进行综合处理，取长补短，为船舶的安全航行和港口对船舶更好的管理提供质量更高的数据。

AIS与雷达系统对目标的监测跟踪相比，AIS具有下列优点：1）信息量大，可提供雷达所不能提供的大量船舶动态信息，节省自动避碰系统的计算时间和存储容量。

2）信息来源可靠，误差小。

3）不间断地提供动态信息。

4）自主运行，无需人工监控。

虽然AIS具有上述优点，但仍有它的局限性，因而它并不能取代雷达系统，这是由于：1）不是所有船舶都安装了AIS，所以雷达系统还是不可或缺的。

2）雷达系统是自主的监测跟踪手段。

在VTS中心，无论船舶上是否装备AIS或雷达，或它们是否正常工作，雷达系统对目标的监测跟踪均不受影响；对一些突发性交通事故的监测、记录，雷达系统更能发挥作用。

3）雷达系统可以得到水域的全景交通图像，除了所有的运动目标，还有静止和固定的目标，如助航设施等。

4）AIS提供的位置数据来自于GPS/DGPS数据，而GPS/DGPS数据是GPS/DGPS 天线所在点的船舶运动数据，恢复成图像时该船只是一个点，而雷达目标回波在一定程度上可反映目标的大小和形状。

5）虽然目前AIS设备中的船位信息来源于GPS/DGPS设备，精度较高。