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《武汉理工大学》 2003年
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AIS与雷达目标位置数据融合方法的研究

罗素云  
【摘要】: 船舶自动识别系统(AIS)是为船舶或VTS中心提供目标信息的一种工具。它是在提高船舶航行安全的迫切需求下,在通信技术和计算机技术飞速发展的基础上发展起来的。当前,AIS已经得到国际海事组织的充分肯定,1996年,IMO开始就AIS进行广泛争论,并通过一系列的决议,制定了AIS的相关国际标准,并把AIS作为船舶强制安装的航行设备之一,AIS的发展速度是非常快的。 AIS提供的信息存在很多优点,它的信息量大,目标的位置数据精度高,信息的提供不容易受地形(可以曲线传播)、天气和海况的影响,因此,在很多方面,AIS提供的功能正好弥补了雷达在船舶导航、避碰等方面存在的缺陷。但是,AIS并不是十全十美的,AIS提供的信息还存在一些缺点。AIS的船位由GPS提供,但GPS存在人为干扰问题;在高噪声条件下容易导致GPS接收机对导航卫星的失锁而丧失功能;此外,它还存在电离层延时、多径干扰等问题;而且,并不是所有的船舶都将安装AIS设备。基于这些因素,AIS可弥补雷达的一些缺陷,但它还不能完全取代雷达。因此,AIS与雷达及船上其他的已有设备的结合以及信息的融合使用,将是今后一段时间内,船舶航行安全技术的一个发展方向。目前对AIS的研究有AIS与雷达信息融合的研究、AIS与电子海图组合使用的研究以及AIS与综合驾驶台系统信息融合的研究等,他们为AIS的研究和发展开辟了先例,指明了方向。但是,这些研究都没能提出具体实用的模型和方案,如果要实际的投入应用,还需要继续的努力。因此,就这一点来说,任何有关这方面的研究都将促进AIS发展的前进,都将对船舶的航行安全、为保护海洋环境起到积极的作用。 本文对AIS与雷达目标位置数据融合方法进行了初步的研究。在AIS与雷达目标位置数据融合方法的研究中,重点有二:一是AIS和雷达目标位置数据的航迹相关;二是AIS和雷达目标位置数据的数据合成。以往的研究对航迹相关进行了大量的工作,也取得了比较好的成绩,有了一些较好的航迹相关处理方法,但是这些方法都不是有关AIS和雷达两者的航迹相关的。就AIS和雷达两者的航迹相关的研究来说,还很少。本文将这些方面的研究成果应用到了本文研究的问题中,建立了一个实用的AIS和雷达目标航迹相关算法。对于AIS和雷达的目标点迹合成,通常都采用单一的数据融合方法, 武汉理工大学硕士学位论文 使得数据融合后的精度,数据的质量较低。本文对AIS和雷达目标数据融合 的通常的融合方法进行了改进,在数据融合的基础上引入BP神经网络算法, 将BP神经网络与数据融合中的加权融合算法结合起来,使得融合后的数据质 量得到提高。 对所推导出来的算法和模型,作者都进行了验证。验证的结果表明,AIS 和雷达航迹相关算法可以正确的将雷达的多目标航迹与Als航迹相关;Als 和雷达目标点迹合成得到的数据,就其精度来说,较AIS的数据精度有所提 高,而与雷达提供的数据精度比较,则有了很大的提高,另外,模型的计算 简单,系统融合效率较高,可以直接嵌入其他的大系统进行使用。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U666

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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