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高频地波雷达海上目标航迹探测算法研究
| 论文题名： | 高频地波雷达海上目标航迹探测算法研究 |
| 关键词： | 高频地波雷达;航迹生成;跟踪滤波;舰船监测系统 |
| 摘要： | 海洋是国民经济可持续发展的战略空间，也是国家安全的重要屏障，因此各国都很重视海洋安全的监测。高频地波雷达(High Frequency SurfaceWave Radar，HFSWR)利用高频电磁波在地球表面绕射效应使电波沿地球曲面层传播，实现超视距探测。因其超视距、大范围、全天候、低成本等优点，已成为海洋监测的重要手段，实现对专属经济区的有效监测，维护国家海洋权益。所以，运用高频地波雷达对海上目标的航迹进行相关算法研究具有实际应用价值。 本文通过高频地波雷达对海上目标点迹数据的探测，发展合适的航迹生成算法，实现目标航迹的生成及跟踪探测。论文主要完成以下研究内容: 数据的分析及处理:对实测的高频地波雷达的点迹数据及舰船自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)数据的特点进行分析，并将原始二进制数据格式转换为.txt文本格式，从数据信息中提取出航迹生成所用到的参数。 确定航迹起始及生成算法:完成修正逻辑法来设定航迹的起始，解决了目标在个别时刻消失不会对相应的关联造成太大影响及海杂波干扰的问题。分析了航迹起始、数据关联、跟踪滤波及航迹终结的航迹跟踪原理及算法，航迹稳定之后，如果目标出现了暂时消失，采用自适应α-β滤波算法和常增益α-β滤波算法继续跟踪和锁定其运动规律，延续适当批次的航迹，目标再次出现即可实现继续跟踪。数据关联:航迹生成过程中目标量测点迹与已生成航迹进行关联选用最近邻的数据关联方法，使用数据中的角度、距离和径向速度作为关联特征信息，设置关联波门将一定时间内的点迹数据和航迹数据进行关联判定。生成航迹的验证:将利用自适应α-β滤波算法和常增益α-β滤波算法各自生成的高频地波雷达目标航迹分别与同步AIS航迹进行关联判断，验证航迹生成算法的有效性，且从关联结果可以区分合作与非合作船只，提高了生成航迹的准确度。 设计舰船监测系统:舰船监测应用系统的设计环境是Visual Studio2010、编程语言是C＃语言。系统实现的主要功能有高频地波雷达探测到点迹信息的数据定位、AIS信息的数据定位、读取并显示自适应α-β滤波算法和常增益α-β滤波算法生成的航迹、最近邻算法航迹关联结果显示、放大缩小地图以及利用经纬度的信息查找数据。 |
| 作者： | 赵彩凤 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 刘永信 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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