【目标管理】07导航雷达第七章雷达目标跟踪与AIS
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《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》篇一高频地波雷达与S点迹融合算法研究一、引言在现代海上交通管理和安全领域,雷达技术以其非接触式探测和高实时性的优势扮演着至关重要的角色。
高频地波雷达作为一种广泛应用的雷达类型,对海洋环境中的动态目标和信息捕捉具有重要的实用价值。
此外,船舶自动识别系统(S)作为一种重要的信息通信手段,为船舶提供位置、速度等关键信息。
为了更有效地利用这些信息,高频地波雷达与S点迹融合算法的研究显得尤为重要。
本文将详细探讨高频地波雷达与S点迹融合算法的原理、方法及其应用。
二、高频地波雷达技术概述高频地波雷达是一种利用高频电磁波在地表传播的雷达系统,其探测范围广、抗干扰能力强,适用于海上交通管理、海洋环境监测等领域。
地波雷达的原理是利用地面作为反射面,接收来自目标物体的回波信号,从而获取目标的位置、速度等信息。
三、S系统及点迹数据特点S系统是一种基于卫星定位和数字通信技术的船舶自动识别系统,可以实时提供船舶的位置、速度、航向等关键信息。
S点迹数据具有实时性高、准确性强的特点,但受限于卫星信号的覆盖范围和船舶设备的安装情况。
四、高频地波雷达与S点迹融合算法为了充分利用高频地波雷达和S系统的优势,实现两者的数据融合具有重要的现实意义。
点迹融合算法是实现在同一坐标系下对两种不同来源的数据进行融合的关键技术。
本文将介绍一种基于卡尔曼滤波的点迹融合算法。
卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波器,适用于处理具有噪声的数据。
在点迹融合中,卡尔曼滤波可以通过预测和更新步骤对地波雷达的原始数据进行处理,并根据S点迹数据进行调整,从而得到更准确的融合结果。
该算法可以有效地解决数据间存在的噪声和干扰问题,提高数据处理的精度和稳定性。
五、实验与结果分析为了验证高频地波雷达与S点迹融合算法的有效性,我们进行了多组实验。
实验结果表明,通过采用卡尔曼滤波等点迹融合算法,可以显著提高数据的准确性和可靠性。
在复杂多变的海洋环境中,融合后的数据能够更准确地反映目标的位置和速度信息,为海上交通管理和安全提供了有力支持。
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。
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。
《高频地波雷达与AIS船只目标航迹关联方法研究》篇一高频地波雷达与S船只目标航迹关联方法研究一、引言随着现代航运业的快速发展,船舶交通管理成为了保障海上安全的重要环节。
高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar)和船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称S)作为两种重要的船舶监测手段,在船舶交通管理中发挥着重要作用。
本文旨在研究高频地波雷达与S船只目标航迹的关联方法,为提升海上交通安全管理和船舶导航的精度和效率提供支持。
二、高频地波雷达与S系统概述(一)高频地波雷达高频地波雷达是一种利用高频电磁波探测地面和海面目标的技术。
其优点在于能够探测低空和海面目标,且具有较强的抗干扰能力。
然而,由于电磁波的散射和反射特性,地波雷达在目标识别和航迹跟踪方面存在一定的困难。
(二)S系统S系统是一种通过船舶上的设备向岸基站或船与船之间传输信息,以实现船舶自动识别的系统。
S系统可以提供船舶的静态和动态信息,如船只的航向、航速、位置等。
然而,由于信号覆盖范围和传输能力限制,S在某些区域可能无法提供有效信息。
三、高频地波雷达与S船只目标航迹关联的必要性由于高频地波雷达和S各自的优势和局限性,将两者进行关联具有以下必要性:1. 提高航迹跟踪的精度和效率:通过关联高频地波雷达和S 的船只目标航迹,可以互相弥补各自的不足,提高航迹跟踪的精度和效率。
2. 扩大监测范围:S系统的信号覆盖范围有限,而高频地波雷达具有较远的探测距离。
通过关联两者,可以扩大海上交通的监测范围。
3. 提升海上交通安全:通过实时获取船只的动态信息,可以及时发现潜在的安全隐患,提高海上交通的安全性。
四、高频地波雷达与S船只目标航迹关联方法(一)数据预处理在进行关联之前,需要对高频地波雷达和S的数据进行预处理。
包括数据清洗、格式转换、坐标转换等步骤,以确保数据的准确性和一致性。
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。
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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雷达跟踪系统中的目标探测与识别技术雷达技术一直在航空、导航、军事等领域扮演着重要的角色。
雷达跟踪系统中的目标探测与识别技术是其中至关重要的一环。
本文将探讨雷达目标探测与识别的相关技术,以及当前的研究和发展趋势。
第一部分:目标探测技术雷达目标探测是指利用雷达系统进行目标的探测与确认。
传统上,雷达系统使用连续波雷达或脉冲雷达进行目标的探测。
连续波雷达通过发送连续的电磁波并接收被目标散射的波,根据接收到的信号来判断目标是否存在。
脉冲雷达则利用发射短时脉冲的方式来检测被目标反射的脉冲信号。
然而,随着科技的不断发展,新的目标探测技术也应运而生。
比如,目标探测技术中的成像雷达,它能够获取目标的图像信息,从而实现对目标的更准确的探测。
成像雷达通过发射短脉冲序列,并利用波束形成和合成孔径雷达技术,可以获取目标的三维形状和位置信息。
第二部分:目标识别技术雷达目标识别是指根据目标的雷达特性,对目标进行分类和识别。
传统上,目标识别主要依靠目标的回波信号的特征,如目标的反射截面、多普勒频移等。
基于这些特征,通过与数据库进行匹配或者使用特征提取算法,可以对目标进行分类和识别。
近年来,随着人工智能和深度学习的发展,新的目标识别技术也逐渐兴起。
深度学习技术可以从大量的数据中学习和识别特征,从而实现对目标的自动分类和识别。
例如,通过构建深度神经网络模型,并使用大量的雷达图像数据进行训练,可以实现对雷达目标的高效自动识别。
第三部分:研究和发展趋势雷达目标探测与识别技术正不断地发展和演进。
未来的研究和发展趋势有以下几个方向:1. 多传感器融合:将雷达与其他各种传感器技术相结合,如红外传感器、光学传感器等,以形成更完整、准确的目标探测与识别系统。
2. 多维信息提取:除了传统的距离和速度等信息外,还可以提取更多维度的信息,比如目标的形状、材料组成等,以更全面地识别和判别目标。
3. 实时目标跟踪:目标跟踪是对目标在时间上的连续追踪。
未来的目标跟踪技术将更加注重对目标的轨迹、运动模式等动态信息的捕捉和分析。
利用雷达数据进行目标识别及跟踪雷达是一种电子测量技术,利用无线电波在空间中传播,并接收和处理由目标反射回来的反射波。
利用雷达技术对目标进行识别和跟踪已经成为现代军事和民用领域中的重要应用。
本文将探讨如何通过雷达数据实现目标识别和跟踪。
一、雷达技术的基本原理雷达技术的基本原理是通过发射无线电波,将它们从目标上反射回来,并测量其时间和频率,以确定目标的位置、速度和方向。
雷达系统由发射机、接收机、天线和处理器组成。
发射机产生连续的射频信号,经天线后发射出去。
当信号碰到目标时,会被反射回来,信号经天线再次进入接收机。
接收机会对信号进行放大和处理,以提取目标信息。
处理器将提取的信息转换成有用的数据,如目标的位置、速度和方向等。
二、雷达数据的分析与处理雷达数据的分析与处理是雷达技术中最重要的环节之一。
雷达数据可以包含大量的信息,如目标反射强度、距离、速度、方位角和高程等。
在进行目标识别之前,需要对雷达数据进行预处理和滤波。
预处理的主要任务是将原始数据转换成可视化的格式,以方便对数据进行分析和处理。
滤波则是为了去除噪声,保留有用的信号,以提高目标识别的准确性和可靠性。
进行目标识别时,需要根据目标的特征进行分类。
目标的特征包括反射强度、速度、方位角和高程等。
通过对这些特征的分析和处理,可以确定目标的类别和属性。
三、雷达数据的目标跟踪目标跟踪是利用雷达数据对目标的运动轨迹进行预测和跟踪的过程。
目标跟踪的主要任务是在目标动态变化的情况下,对其位置进行准确预测和跟踪。
目标跟踪的算法可以分为传统算法和智能算法两类。
传统算法主要包括卡尔曼滤波、贝叶斯滤波和粒子滤波等。
智能算法则包括人工神经网络、遗传算法和模糊逻辑等。
四、雷达技术在军事上的应用雷达技术在军事上的应用主要包括目标识别和跟踪、雷达导航、目标指引和武器制导等。
其中,目标识别和跟踪是一项关键技术,可以帮助军事指挥部对敌方军事活动进行监测和预警。
在现代战争中,雷达技术的发展已经成为军事优势的重要标志之一。
雷达操作与应用目录雷达操作与应用评估规第一章雷达基本操作与设置第二章雷达观测、定位第三章雷达导航第四章雷达人工标绘第五章雷达自动标绘第六章AIS报告目标第七章试操船雷达操作与应用评估规(适用对象:9205、9206 500总吨及以上二/三副、9209未满500总吨二/三副)1.评估目的通过评估,在真实的雷达设备和/或雷达模拟器上,检验被评估者雷达观测、雷达导航和雷达避碰的设备操作和应用能力。
本评估满足STCW公约马尼拉修正案及中华人民国海事局海船船员适任考试评估的相关要求。
2.评估容2.1 雷达基本操作与设置2.2 雷达观测2.3 雷达导航2.4 雷达人工标绘2.5 雷达自动标绘2.6 AIS报告目标2.7 试操船3.评估要素及标准(1)评估要素3.1 雷达基本操作与设置3.1.1 保持清晰观测目标的雷达操作方法①雷达开机前准备工作②雷达开机、核实传感器数据、并调整在最佳观测状态的操作③根据气象海况和航行环境保持清晰观测目标的操作④雷达关机操作3.1.2 准确测量目标位置的操作方法①准确测量目标距离的操作②准确测量目标方位的操作3.2 雷达定位①在评估要素3.1的基础上,雷达目标识别与定位目标的选择②雷达定位方法的选择③雷达定位目标测量方法与保证雷达定位精度的操作3.3 雷达导航①雷达平行线导航操作②雷达距离避险线导航操作③雷达方位避险线导航操作3.4 雷达人工标绘3.4.1转向避让措施①观测并标绘目标船的相对运动线②求取目标船的航向、航速、CPA及TCPA③判断本船所处的局面④根据规则的规定拟定转向避让措施⑤根据转向不变线判断本船转向后来船的相对运动线的变化方向⑥通过标绘求出具体转向角并核查是否会导致另一紧迫局面⑦操纵船舶进行转向避让⑧核查转向避让效果并判断他船行动⑨求取恢复原航向的时机并采取措施⑩分析产生误差的原因3.4.2变速避让措施①观测并标绘目标船的相对运动线②求取目标船的航向、航速、CPA及TCPA③判断本船所处的局面④根据规则的规定拟定变速避让措施⑤判断本船变速后来船的相对运动线的变化方向⑥通过标绘求出变速幅度并核查是否会导致另一紧迫局面⑦操纵船舶进行变速避让⑧核查转向避让效果并判断他船行动⑨求取恢复原航速的时机并采取措施⑩分析产生误差的原因3.4.3停船避让措施①观测并标绘目标船的相对运动线②求取目标船的航向、航速、CPA及TCPA③判断本船所处的局面④根据规则的规定拟定避让措施⑤判断本船停船后来船的相对运动线的变化方向⑥通过标绘求出停船时机(应考虑冲程的影响)并核查是否会导致另一紧迫局面⑦操纵船舶进行停船避让⑧核查转向避让效果并判断他船行动⑨求取恢复原航速的时机并采取措施⑩分析产生误差的原因3.5 雷达自动标绘3.5.1 目标捕获①CPA/TCPA设置准则②目标捕获的含义,建立初始跟踪的过程,目标运动趋势数据的获取③目标手动捕获和自动捕获在不同航行环境中使用的基本原则及其优势与局限性④自动捕获设置方法及抑制区的合理使用3.5.2 目标跟踪①目标稳定跟踪条件判断,目标预测运动数据的获取及其精度判断②在可能发生目标丢失和目标交换条件下的雷达观测与操作③判断目标危险的方法及其操作④本船机动和目标机动对雷达数据的影响3.6 AIS报告目标3.6.1 AIS目标信息①识别AIS休眠目标、激活目标、被选目标、危险目标、丢失目标和轮廓目标②获取AIS目标信息3.6.2 雷达跟踪目标与AIS报告目标融合①AIS辅助雷达避碰的操作②雷达跟踪目标与AIS报告目标融合条件的选择3.7 试操船①启动试操船的准备②雷达跟踪目标与AIS报告目标试操船方法及其操作③判断试操船结果的可行性④利用试操船确定恢复原航向和/或航速的时机(2)评估标准:①操作正确、熟练,回答问题完整准确:100%;②操作正确、比较熟练,回答问题基本准确:80%;③操作正确、熟练程度一般,回答问题尚准确:60%;④操作较差,回答问题错误较多:40%;⑤操作差,回答问题基本不正确:20%;⑥无法完成操作,不能回答出问题:0。
雷达测量中的目标识别与跟踪技术雷达是一种广泛应用于军事和民用领域的无线电探测设备,可以通过发射和接收电磁波来探测和跟踪目标。
雷达测量中的目标识别与跟踪技术在现代社会中发挥着重要作用,不仅有助于军事作战,还广泛应用于航空、航海、气象、交通等领域。
一、雷达目标识别技术雷达目标识别技术是指通过分析雷达回波信号的特征,确定目标的类型和性质。
目标识别可以通过目标的尺寸、形状、反射截面以及运动轨迹等特征来实现。
在雷达目标识别中,一种常见的方法是基于目标的回波信号的频率谱。
不同目标对电磁波的反射能力不同,因此其回波信号的频谱也不同。
通过比对已知目标的频谱特征和实际回波信号的频谱,可以对目标进行识别。
另一种常用的目标识别技术是基于目标的散射特性。
目标与电磁波相互作用,产生散射现象。
通过分析目标的散射信号,可以了解目标的形状、结构以及材料成分,从而实现目标的识别。
此外,雷达目标识别还可以通过目标的运动特征来实现。
不同类型的目标在运动过程中表现出不同的特征,比如速度、加速度等。
通过分析目标的运动特征,可以对目标进行分类和识别。
二、雷达目标跟踪技术雷达目标跟踪技术是指通过分析雷达回波信号,实时追踪目标的位置、速度和轨迹等信息。
目标跟踪是雷达应用于实际场景中的重要环节,对于实现有效的目标探测和监测至关重要。
在雷达目标跟踪中,一种常见的方法是基于比较分析目标的回波强度变化。
通过寻找回波强度最强的点,可以确定目标的位置。
同时,结合雷达的扫描方式,可以得到目标的速度和运动方向信息。
通过不断更新目标的位置、速度和方向信息,可以实现目标的跟踪。
另一种常用的目标跟踪技术是基于多普勒效应。
多普勒效应指的是当目标相对雷达运动时,雷达接收到的回波频率会发生变化。
通过分析回波频率的变化,可以推测目标的速度和运动方向,从而实现目标的跟踪。
除此之外,雷达目标跟踪还可以利用图像处理和信号处理技术。
通过对雷达回波信号进行图像化处理,可以直观地观察目标的位置和运动轨迹。
《高频地波雷达与AIS点迹融合算法研究》篇一高频地波雷达与S点迹融合算法研究一、引言随着现代科技的发展,海洋运输日益繁忙,海上交通管理和安全监控成为重要的研究领域。
其中,高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar)和船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称S)是海洋交通管理和监控的关键技术手段。
如何有效融合高频地波雷达与S的数据,提升海洋交通管理的效率和准确性,成为了研究的热点问题。
本文将针对高频地波雷达与S点迹融合算法进行研究。
二、高频地波雷达与S简介1. 高频地波雷达高频地波雷达是一种用于海上目标探测和监视的雷达系统,具有探测距离远、探测精度高等优点。
其工作原理是通过发射高频电磁波,利用电磁波在地表形成的反射和散射来探测目标。
2. S系统S系统是一种通过船舶上安装的S设备进行船舶身份、航行状态等信息自动报告的系统。
这些信息包括船舶的船名、航向、航速、位置等,对海上交通管理和安全监控具有重要作用。
三、点迹融合算法研究由于高频地波雷达和S在海洋交通监控中各自具有独特的优势,因此,如何将两者的数据进行有效融合,提高监测的准确性和实时性成为了研究的关键。
点迹融合算法就是在这样的背景下提出的。
点迹融合算法的主要思路是将高频地波雷达的点迹数据与S 的数据进行对比、分析和融合。
具体来说,就是通过一定的算法将两种数据的优势进行整合,从而提高目标的检测和跟踪精度。
目前,常见的点迹融合算法包括基于统计的融合算法、基于航迹的融合算法以及基于数据关联的融合算法等。
这些算法都有其各自的优点和适用范围,可以根据具体的应用场景选择合适的算法。
四、高频地波雷达与S点迹融合的实现高频地波雷达与S点迹融合的实现过程主要包含数据预处理、特征提取和点迹融合三个步骤。
1. 数据预处理数据预处理是点迹融合的第一步,主要是对高频地波雷达和S的数据进行清洗和格式化。