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雷达与AIS的数据融合及雷达性能评估
| 论文题名： | 雷达与AIS的数据融合及雷达性能评估 |
| 关键词： | 高频地波雷达;船舶自动识别系统;数据融合;性能评估 |
| 摘要： | 随着航海技术的发展,海上通信导航设备日益增加,为确保航运安全和保护海洋环境提高了有效支持。传统的通信方式一般采用雷达、ARPA和VHF对话得到航海信息。20世纪90年代后,研究出了基于VHFDSC(甚高频数字选择性呼叫)技术的AIS(船舶自动识别系统),它采用GPS提供位置信息,通过在作用区域不断向周围发出询问信号并自动向VTS(船舶交通管理中心)进行报告的方式来获得船舶信息和航行状态,弥补了雷达的缺陷,得到了广泛应用。在同时装配雷达和AIS的海域中,由于两传感器精度不同,得到的数据存在一定的关联和冗余,只有把它们的信息进行有效融合,才能够得到可靠的航运信息,提高航行效率。 本文研究的主要内容有两个:一是雷达和AIS的数据融合,二是利用高精度的AIS数据评估雷达性能。本文主要针对的是高频地波雷达,数据融合主要研究位置级融合。雷达性能评估主要对雷达的航速、航向、距离、方位、径向速度五个指标进行评估。首先,本文研究了高频地波雷达和AIS的性能特点,尤其是监测数据的特点;其次研究确立了数据融合采用的算法,并对算法进行了matlab仿真验证;最后,用VC++设计海图软件来完成数据融合和雷达性能评估功能,并能在海图上显示。 数据融合算法最重要的就是判断航迹相关,本文采用的是基于模糊综合评判的方法。雷达是根据距离和方位来确定目标位置的,AIS则采用经纬度来定位目标,在判断相关之前,首先要进行坐标转换,把二者测得的目标位置信息转换到同一坐标系下,才能进行下一步运算。雷达和AIS的信息数据率不同,针对同一目标测得的位置信息也不可能来自同一时刻,所以还需要进行时空统一,即让两个传感器的信息进行同步,这样得到同一个时刻的目标位置信息才能进行判断相关。判断相关是最重要的一步,最主要的影响船舶位置的有航速、航向、距离三个因素,本文通过判断它们的综合相似度来判断航迹相关。最后对相关联数据进行加权融合得到可融合航迹,与此同时利用相关联的数据来做出雷达性能的判断。 |
| 作者： | 周必全 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 马子龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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