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（包括定時信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息）、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，對未通過完善性驗(yàn)證的傳感器信息發(fā)出報警。 （ 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，完成對目標(biāo)的檢測、捕獲和跟蹤，建立目標(biāo)的運(yùn)動軌跡，警示危險目標(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)動軌跡，獲取目標(biāo)運(yùn)動參數(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)動趨勢，在 3 min內(nèi)，雷達(dá)對被捕獲目標(biāo)跟蹤達(dá)到較高的精度，獲得目標(biāo)的預(yù)測運(yùn)動，進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。 目標(biāo)跟蹤包括： 目標(biāo)檢測、目標(biāo)捕獲、目標(biāo)跟蹤、危險判斷、試操船等過程。（一）目標(biāo)檢測 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。 檢測原理： 設(shè)定一個閾值電壓，如果回波信號幅值大于該電壓，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。 檢測注意事項： 在目標(biāo)檢測時，近距離海浪和較強(qiáng)的雨雪雜波的強(qiáng)度可能會比正常目標(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)自動檢測的可靠性，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，啟動對目標(biāo)位置在屏幕上相繼變化的檢測和跟蹤的雷達(dá)工作過程。 捕獲分為 人工捕獲和自動捕獲 ，小于 10 000 GT的船舶配備的雷達(dá)可不具有自動捕獲目標(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。跟蹤樹第一次探測位置第二次探測位置估算位置濾波位置第三次探測位置第四次掃描目標(biāo)輸出窗口第五次掃描探測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，自動調(diào)節(jié)。開始大窗口，逐漸變小，穩(wěn)定時最小窗口，目標(biāo)回波約占跟蹤窗（波門）面積的 75?。 l跟蹤窗尺寸對跟蹤性能的影響 ：l目標(biāo)丟失(1)目標(biāo)回波變?nèi)?:未檢測到目標(biāo) ,無法建立跟蹤(2)雜波干擾(3)目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(4)雷達(dá)實(shí)測目標(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)。如果違反了這個原則，雷達(dá)就判定目標(biāo)丟失，給出目標(biāo)丟失報警。l目標(biāo)交換 將已跟蹤的目標(biāo)放棄，錯誤地跟蹤上另一個目標(biāo)，這種錯誤跟蹤的現(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，對小于安全界限的目標(biāo)給出危險報警。（五）試操船 當(dāng)本船在避碰行動或?qū)Ш街行枰獧C(jī)動（改向或改速或艏向航速同時改變）航行時，試操船可以在圖形顯示區(qū)域模擬本船機(jī)動操作的未來態(tài)勢，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信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息。 l陀螺羅經(jīng)或艏向發(fā)送裝置（ THD）： 提供航向信息l船舶航速和航程測量設(shè)備（ SDME，如計程儀）： 提供速度信息。1．雷達(dá)設(shè)置：（ 1）圖像調(diào)整：增益、人工 /自動調(diào)諧、
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