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船舶综合导航系统雷达与AIS数据处理技术

赵燕  
【摘要】: 随着科技的发展,船舶导航系统也越来越智能化,最明显的体现是船舶综合导航系统(INS),它将用于导航的各种传感器包括雷达/ARPA、AIS、GPS、罗经等和电子海图组合在一起,实现综合导航功能。船舶综合导航系统中主要包括电子海图显示与信息系统(ECDIS)、雷达/ARPA、AIS等设备,对这些设备提供的导航信息进行融合是综合导航系统中的重要技术。 本文首先介绍了电子海图、雷达、AIS在国内外发展的现状,然后论述了电子海图显示、船舶导航雷达、AIS信号处理的相关原理。在此基础上详细研究了雷达图像与ECDIS叠加和ARPA与AIS的信息融合技术及算法,并在实验室环境下对相关的算法进行了仿真实验。 雷达图像叠加是根据导航信息的优先级将雷达回波图像叠加在电子海图上,这样可以将雷达和电子海图的优点结合起来,完善相关的导航信息。利用WINDOWS平台下的VC++程序完成了雷达图像与电子海图的叠加,针对研究过程中遇到的图像质量问题提出了一种适合于工程的改良的插值算法,针对雷达图像更新时间与海图难以匹配问题,分析墨卡托投影,利用WINDOWS平台下的VC++程序设计实验,根据实验结果提出了电子海图更新时间,使工程更加快速可靠。 ARPA与AIS的信息融合是将得到的ARPA信息与AIS信息结合起来,实现优点互补,使导航信息更加的精确。为了调试和验证信息融合算法的效果,根据雷达与AIS原理设计运动方程,模拟产生ARPA和AIS信息,分析不同航迹关联算法的优缺点,选择了快速可靠的关联算法。利用WINDOWS平台下的VC++程序开发工具,开发了实现上述算法的计算机程序,进行航迹关联与信息融合实验。


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