面向海用雷達標(biāo)校的測量值與ais真值點對構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海用雷達誤差標(biāo)校領(lǐng)域中的測量值與AIS真值點對構(gòu)建研究方向，是 利用岸臺AIS設(shè)備接收的實時數(shù)據(jù)作為目標(biāo)真值，開展海用雷達誤差標(biāo)校的數(shù)據(jù)預(yù)處理階 段，為后續(xù)進行海用雷達誤差分析提供數(shù)據(jù)支持，適用于岸基與艦載平臺條件下的導(dǎo)航、搜 索、警戒、目標(biāo)指示等海面目標(biāo)探測雷達的誤差標(biāo)校。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] AIS，即自動識別系統(tǒng)，是為了協(xié)助船舶交通管理系統(tǒng)而使用的一種通信應(yīng)答設(shè) 備，集成了 GPS定位信息、甚高頻通信機、顯示器等多設(shè)備于一體，作為一種船舶自動報位 通信設(shè)施，能夠采用自組織時分多址接入方式自動廣播和接收船舶動態(tài)、靜態(tài)和與航行相 關(guān)的數(shù)據(jù)。由于AIS的信息豐富、具有GPS的定位精度以及全天候工作等特點，在航海領(lǐng) 域獲得了廣泛的應(yīng)用。國際海事組織強制要求2000年7月以后建造的船舶必須安裝AIS 應(yīng)答器。隨著AIS的廣泛應(yīng)用，有研究者提出利用岸臺AIS設(shè)備接收并解析出的海上船舶 GPS定位數(shù)據(jù)，作為海用雷達標(biāo)校時的真值位置，并直接將利用AIS的雷達標(biāo)校方法認定為 是一種GPS標(biāo)校方法。在從海上選擇雷達標(biāo)校用的船舶目標(biāo)時，一般需要人工篩選，且需要 操作人員具備一定的經(jīng)驗。AIS威力范圍一般比雷達廣，且盲區(qū)小、不易受干擾，應(yīng)發(fā)揮其優(yōu) 勢對雷達目標(biāo)進行篩選，但是，如果雷達不能對目標(biāo)形成有效探測，僅有AIS數(shù)據(jù)的目標(biāo)是 無效的，因此，進行AIS和雷達自動化地交替進行標(biāo)校目標(biāo)篩選具有一定的優(yōu)勢。現(xiàn)有利用 AIS對雷達進行標(biāo)校的方法，在空間變換時一般只使用一種方法，但是雷達對目標(biāo)距離和方 位的測量是相互獨立的，可以分開解算。目前，未見面向海用雷達標(biāo)校的測量值與AIS真值 點對構(gòu)建方法的研究報道。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 1.要解決的技術(shù)問題
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種可以應(yīng)用于海用雷達標(biāo)校的測量值與AIS真值點對 構(gòu)建的方法，利用AIS目標(biāo)和雷達目標(biāo)交替進行目標(biāo)篩選，完成雷達和AIS目標(biāo)配對，在此 基礎(chǔ)上，基于海用雷達距離測量和方位測量相互獨立的特點，分別計算目標(biāo)距離和目標(biāo)方 位，完成配對目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)的空間變換，并利用AIS數(shù)據(jù)率高于雷達數(shù)據(jù)率的特點，對AIS 航跡數(shù)據(jù)進行線性插值，完成時間對齊，形成有效目標(biāo)點對，為后續(xù)實施誤差分析提供數(shù)據(jù) 支持。
[0005] 2.技術(shù)方案
[0006] 本發(fā)明所述的面向海用雷達標(biāo)校的測量值與AIS真值點對構(gòu)建方法，包括以下步 驟：
[0007] (1)利用統(tǒng)一的授時設(shè)備對海用雷達和AIS設(shè)備進行授時，確保設(shè)備的時間一致， 接收AIS消息時，通過消息識別碼、轉(zhuǎn)發(fā)指示符、船位精確度和電子定位裝置類型四個指示 位對AIS消息進行過濾；
[0008] ⑵解析接收到的AIS船位報告消息，并根據(jù)雷達天線GPS數(shù)據(jù)進行空間坐標(biāo)變 換，換算成極坐標(biāo)形式的目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)，設(shè)置初始區(qū)域門限，利用該門限對雷達目標(biāo)進行篩 選，保留滿足區(qū)域門限條件的雷達目標(biāo)，并與AIS目標(biāo)進行配對，若單個雷達目標(biāo)的區(qū)域門 限中存在多個AIS目標(biāo)，則按照步進方法逐漸減小門限大小，直到所有雷達目標(biāo)與AIS目標(biāo) --對應(yīng)；
[0009] (3)同時記錄目標(biāo)對的雷達和AIS數(shù)據(jù)，其中雷達數(shù)據(jù)記錄目標(biāo)批號、距離、方位、 時間，AIS數(shù)據(jù)記錄用戶識別號、經(jīng)度、煒度、時間，對記錄的AIS數(shù)據(jù)根據(jù)雷達天線GPS數(shù) 據(jù)進行空間坐標(biāo)變換，解算后的數(shù)據(jù)包含用戶識別號、距離、方位、時間，取目標(biāo)雷達航跡時 刻前后緊鄰兩個時刻的AIS航跡，通過線性插值的方法，計算雷達航跡時刻的AIS航跡，完 成目標(biāo)對的時間對齊，形成雷達測量值與AIS真值點對。
[0010] 3.有益效果
[0011] 本發(fā)明相比【背景技術(shù)】具有如下的優(yōu)點：
[0012] (1)該方法利用AIS和雷達交替進行目標(biāo)篩選，在保證有效目標(biāo)數(shù)量的同時，能有 效減少無關(guān)目標(biāo)的數(shù)量；
[0013] (2)該方法保留雷達的原始測量結(jié)果，對精度較高的AIS定位數(shù)據(jù)進行空間變換， 分別用UTM投影計算目標(biāo)距離，墨卡托投影計算目標(biāo)方位，減小了空間變換過程中帶來的 誤差；
[0014] (3)該方法對數(shù)據(jù)率較高的AIS航跡數(shù)據(jù)進行插值，減少了插值帶來的誤差。 四、
【附圖說明】
[0015] 說明書附圖是本發(fā)明的實施流程圖。 五、
【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進一步詳細描述。參照說明書附圖，本發(fā)明的具體 實施方式分以下幾個步驟：
[0017] (1)利用統(tǒng)一的授時設(shè)備對海用雷達和AIS設(shè)備進行授時，確保設(shè)備的時間一致；
[0018] (2)數(shù)據(jù)1為海用雷達輸出的目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)2為AIS接收設(shè)備輸出的AIS消 息，且對AIS消息完成了初步篩選，只接收消息識別碼為1的消息，只接收轉(zhuǎn)發(fā)指示符為0 的消息，只接收船位精確度為1的消息，只接收電子定位裝置類型為1的目標(biāo)的消息，只接 收電子定位裝置類型為1的目標(biāo)的消息，形成AIS目標(biāo)集合A ;
[0019] (3)流程3在WGS84坐標(biāo)系下，利用雷達天線架設(shè)位置的GPS定位數(shù)據(jù)和目標(biāo)AIS 消息中結(jié)算出的定位數(shù)據(jù)，使用UTM投影計算目標(biāo)相對雷達的距離，使用墨卡托投影計算 目標(biāo)相對雷達的方位，完成AIS目標(biāo)的空間變換；
[0020] (4)流程4利用流程3提供的AIS目標(biāo)集合A，對Vaed，有a = {mmsia，P a， 0a}，其中mmsia表示目標(biāo)用戶識別號，p a表示目標(biāo)距離，Θ a表示目標(biāo)方位，設(shè)Δ p為雷 達距離精度，A Θ為雷達方位精度，則以[pa-l0A ρ，pa+l0A ρ]為距離篩選區(qū)間，以 [θ3-10Δ θ，θ3+10Δ Θ]為方位篩選區(qū)間，同時滿足篩選區(qū)間的雷達目標(biāo)加入雷達目標(biāo)集 合Β，對有b = {idb，P b，Θ J，其中idb表示目標(biāo)用戶識別號，ρ b表示目標(biāo)距離，Θ b表不目標(biāo)方位，以[Ρ「10Δ p，pb+l0A p]為距尚篩選區(qū)間，以[0b_l0A Θ，0b+l0A Θ] 為方位篩選區(qū)間，對AIS進行反饋篩選，同時滿足篩選區(qū)間的AIS目標(biāo)加入b的配對目標(biāo)集 合Cb;
[0021] (5)判定器5對VAe5,其配對目標(biāo)集合Cb的元素個數(shù)進行判定，若對其 配對目標(biāo)集合Cb有且只有一個元素，則完成配對，進入流程7,否則進入流程6 ;
[0022] (6)流程6分別以Δ p和Δ Θ為步進長度，減小b的篩選區(qū)間繼續(xù)進行篩選，直 到滿足判定器5的判定條件；若某次篩選時集合Cb為空，則將b從B中剔除；
[0023] (7)流程7同時對完成配對的雷達目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)和AIS目標(biāo)航跡進行同步記錄；
[0024]