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基于电子海图数据的导航雷达图模拟方法研究
| 论文题名： | 基于电子海图数据的导航雷达图模拟方法研究 |
| 关键词： | 航海雷达;电子海图数据;图像处理;模拟方法 |
| 摘要： | 伴随着航海行业的蓬勃发展，船舶航行安全性也受到人们的重视，所以航海雷达在船舶航行中的作用就显得至关重要。X波段航海雷达是精密测量航海雷达之一，它利用电磁波原理测量海上障碍物的目标方位、距离等信息，然后把测得的准确信息提供给驾驶人员，以此来降低危险程度。但是，雷达经常受到外界噪声和杂波的干扰，导致观察员不容易快速分辨目标。为了解决这个在于培训和模拟的难题，本文提出了基于电子海图数据的导航雷达图模拟方法研究，旨在做出的航海雷达模拟器与真实的雷达相比，具有灵活、经济、可靠性高等优点。航海操作人员在接受航海雷达模拟器培训时，相比于用真实雷达进行训练，不仅花费的成本比较低、培训周期比较短，而且培训效果也相对比较好，因此，目前使用航海模拟器对航海人员进行培训已成为一种先进而有效的新途径。 电子海图数据作为雷达显示图像底层数据，原因是电子海图的精确性能可以实现海图中相应的障碍物目标在雷达模拟器中实时、快速、精确地定位显示，然后利用计算机强大的数据处理和显示功能来实现雷达扫描的效果。在现实世界中真实的雷达总会受到外界环境各种杂波噪声干扰，所以本文分析和研究了雷达信号的杂波特性。先介绍了几种常见杂波的概念之后，对几种典型杂波的幅度分布特性和幅度的功率谱特性进行建模仿真和总结，并以此为依据，利用MATLAB对杂波进行建模和仿真。目前，生成杂波的主要有以下两种方法：零记忆非线性变换法（ZMNL）；球不变随机过程法（SIRP）。 根据目前导航雷达的研究现状和发展趋势，在分析了电子海图与导航雷达图像的结构和功能的基础上，提出可行的软件设计方案，计划将整个软件界面分为基于电子海图数据的原始雷达图像显示、本船方位信息显示和杂波噪声干扰三个模块。然后，分别对这三个模块进行研究。原始雷达图像显示模块的设计参照国际标准格式，按海图数据结构要求读取、转换和保存显示，采用内存缓冲方法和快速刷新屏幕的方法，实时显示雷达图像；本船方位信息显示模块要求能实时显示本船在雷达图像中心的经纬度、航向角等信息；杂波噪声干扰模块基于对海杂波、雨雪干扰、雷达内部热噪声和同频干扰的研究，对上述杂波、噪声建模和仿真后，并对每次的处理效果进行分析和评估，然后在WindowsXP系统下，使用Visual Studio编程工具在基于电子海图的模拟雷达图像上增加以上四种干扰或噪声，集成为一个逼真的航海雷达模拟器软件。 |
| 作者： | 顾海超 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 刘利强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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