07導(dǎo)航雷達(dá)第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與ais(已修改)
2025-01-22 03:29 本頁面
【正文】 第七章 雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與 AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié) 雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理一、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置構(gòu)成 雷達(dá)信息（包括定時(shí)信號(hào)、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識(shí)信息）、艏向信息和航速信息是保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本信息。 （二）信息處理器（一）傳感器功能： （ 1）按照綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（ INS）綜合信息處理原則，驗(yàn)證各傳感器信息的完善性，對(duì)未通過完善性驗(yàn)證的傳感器信息發(fā)出報(bào)警。 （ 2）按照駕駛員及程序指令綜合處理、分配和綜合（融合）船位、艏向、航速、 AIS目標(biāo)報(bào)告、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、海圖的水文地理信息等信息，完成目標(biāo)跟蹤信息與其他傳感器信息的融合。 （三）跟蹤器 跟蹤器通過硬件和軟件配合，在主處理器協(xié)調(diào)下，完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、捕獲和跟蹤，建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，警示危險(xiǎn)目標(biāo)，輔助提供避碰措施等功能。 （四）綜合信息顯示與操作控制 在雷達(dá)顯示器上，通過控制面板各種開關(guān)控鈕或操作屏幕菜單，能夠控制雷達(dá)的所有功能。按照程序或操作面板的指令，在主控制器的控制下，將視頻處理器輸出的雷達(dá)視頻、跟蹤器獲得的目標(biāo)跟蹤信息、以及信息處理器對(duì)多傳感器信息的運(yùn)算結(jié)果融合為雷達(dá)綜合視頻，送顯示器顯示。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理 目標(biāo)跟蹤： 雷達(dá)跟蹤目標(biāo)在屏幕上位置的變化，建立目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，獲取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的跟蹤器運(yùn)算過程。 一般地，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤在 1 min之內(nèi)可獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，在 3 min內(nèi)，雷達(dá)對(duì)被捕獲目標(biāo)跟蹤達(dá)到較高的精度，獲得目標(biāo)的預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。 目標(biāo)跟蹤包括： 目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)捕獲、目標(biāo)跟蹤、危險(xiǎn)判斷、試操船等過程。（一）目標(biāo)檢測(cè) 在噪聲和雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程，稱為目標(biāo)檢測(cè)。 檢測(cè)原理： 設(shè)定一個(gè)閾值電壓，如果回波信號(hào)幅值大于該電壓，就認(rèn)為是目標(biāo)予以保留，相反則認(rèn)為是雜波或噪聲不予記錄。 檢測(cè)注意事項(xiàng)： 在目標(biāo)檢測(cè)時(shí)，近距離海浪和較強(qiáng)的雨雪雜波的強(qiáng)度可能會(huì)比正常目標(biāo)回波高出很多，設(shè)備無法分辨目標(biāo)與雜波，而將雜波判別為目標(biāo)； 為了提高目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)的可靠性，駕駛員應(yīng)細(xì)心調(diào)整雷達(dá)，將回波保持在最佳狀態(tài)。 （二）目標(biāo)捕獲（ acquisition） 捕獲： 選擇所需跟蹤的目標(biāo)，跟蹤器記錄其初始位置，啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)位置在屏幕上相繼變化的檢測(cè)和跟蹤的雷達(dá)工作過程。 捕獲分為 人工捕獲和自動(dòng)捕獲 ，小于 10 000 GT的船舶配備的雷達(dá)可不具有自動(dòng)捕獲目標(biāo)的功能。 人工捕獲通過光標(biāo)、軌跡球直接捕獲需要跟蹤的目標(biāo)；自動(dòng)捕獲通過設(shè)置捕獲范圍（警戒區(qū) /環(huán)）來實(shí)現(xiàn)。（三）目標(biāo)跟蹤 雷達(dá)記錄目標(biāo)在屏幕上位置隨掃描更新相繼變化，建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡的運(yùn)算過程，稱為目標(biāo)跟蹤。 目標(biāo)跟蹤原理 ：預(yù)測(cè)加修正，天線邊掃描邊跟蹤，不斷提高跟蹤的精度，直到跟蹤穩(wěn)定為止。跟蹤樹第一次探測(cè)位置第二次探測(cè)位置估算位置濾波位置第三次探測(cè)位置第四次掃描目標(biāo)輸出窗口第五次掃描探測(cè)位置濾波位置估算位置跟蹤窗發(fā)現(xiàn)目標(biāo)重新跟蹤ARPA目標(biāo)跟蹤原理位置滑動(dòng)濾波停止窗口放大跟蹤位置窗口縮小窗口穩(wěn)定 大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤； 小，不易跟蹤上，易丟失目標(biāo)。 一般大（ n mile） 、中（ n mile ） 、?。? n mile） 三個(gè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)。開始大窗口，逐漸變小，穩(wěn)定時(shí)最小窗口，目標(biāo)回波約占跟蹤窗（波門）面積的 75?。 l跟蹤窗尺寸對(duì)跟蹤性能的影響 ：l目標(biāo)丟失(1)目標(biāo)回波變?nèi)?:未檢測(cè)到目標(biāo) ,無法建立跟蹤(2)雜波干擾(3)目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(dòng)(4)雷達(dá)實(shí)測(cè)目標(biāo)誤差太大(5)目標(biāo)進(jìn)入陰影區(qū)或被高大目標(biāo)遮擋l 目標(biāo)丟失報(bào)警： 按照性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在連續(xù) 10次天線掃描中，只要有 5次能夠在顯示器上清楚識(shí)別出目標(biāo)，目標(biāo)跟蹤就應(yīng)能夠繼續(xù)。如果違反了這個(gè)原則，雷達(dá)就判定目標(biāo)丟失，給出目標(biāo)丟失報(bào)警。l目標(biāo)交換 將已跟蹤的目標(biāo)放棄，錯(cuò)誤地跟蹤上另一個(gè)目標(biāo)，這種錯(cuò)誤跟蹤的現(xiàn)象稱為目標(biāo)交換 。目標(biāo)交換產(chǎn)生原因：(1)目標(biāo)進(jìn)入強(qiáng)海浪區(qū) 。(2)被跟蹤的弱目標(biāo)接近未被跟蹤的強(qiáng)目標(biāo)。(3)目標(biāo)轉(zhuǎn)向 。（四）危險(xiǎn)判斷 在目標(biāo)跟蹤過程中，跟蹤器不斷將跟蹤目標(biāo)的 CPA/TCPA值與駕駛員設(shè)定的安全界限 CPA LIM/TCPA LIM比較，對(duì)小于安全界限的目標(biāo)給出危險(xiǎn)報(bào)警。（五）試操船 當(dāng)本船在避碰行動(dòng)或?qū)Ш街行枰獧C(jī)動(dòng)（改向或改速或艏向航速同時(shí)改變）航行時(shí)，試操船可以在圖形顯示區(qū)域模擬本船機(jī)動(dòng)操作的未來態(tài)勢(shì)，輔助駕駛員做出保障船舶航行安全的有效避碰決策。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理（六）目標(biāo)跟蹤流程第二節(jié) 雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本功能一、目標(biāo)跟蹤初始設(shè)置（一）傳感器設(shè)置保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本傳感器包括：l雷達(dá) :為跟蹤器提供了定時(shí)信號(hào)、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識(shí)信息。 l陀螺羅經(jīng)或艏向發(fā)送裝置（ THD）： 提供航向信息l船舶航速和航程測(cè)量設(shè)備（ SDME，如計(jì)程儀）： 提供速度信息。1．雷達(dá)設(shè)置：（ 1）圖像調(diào)整：增益、人工 /自動(dòng)調(diào)諧、
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