[发明专利]面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法

权利要求书

1.面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用统一的授时设备对海用雷达和AIS设备进行授时，确保设备的时间一致，接收AIS消息时，通过消息识别码、转发指示符、船位精确度和电子定位装置类型四个指示位对AIS消息进行过滤；

(2)解析接收到的AIS船位报告消息，并根据雷达天线GPS数据进行空间坐标变换，换算成极坐标形式的目标航迹数据，设置初始区域门限，利用该门限对雷达目标进行筛选，保留满足区域门限条件的雷达目标，并与AIS目标进行配对，若单个雷达目标的区域门限中存在多个AIS目标，则按照步进方法逐渐减小门限大小，直到所有雷达目标与AIS目标一一对应；

(3)同时记录目标对的雷达和AIS数据，其中雷达数据记录目标批号、距离、方位、时间，AIS数据记录用户识别号、经度、纬度、时间，对记录的AIS数据根据雷达天线GPS数据进行空间坐标变换，解算后的数据包含用户识别号、距离、方位、时间，取目标雷达航迹时刻前后紧邻两个时刻的AIS航迹，通过线性插值的方法，计算雷达航迹时刻的AIS航迹，完成目标对的时间对齐，形成雷达测量值与AIS真值点对；

其中步骤(2)所述的雷达和AIS交替筛选形成目标对，具有如下特征：解析所有过滤后的AIS消息，解算目标经纬度信息，并根据雷达天线GPS数据进行坐标变换，得到AIS目标集合A，对有a＝{mmsi_a,ρ_a,θ_a}，其中mmsi_a表示目标用户识别号，ρ_a表示目标距离，θ_a表示目标方位，设Δρ为雷达距离精度，Δθ为雷达方位精度，则以[ρ_a-10Δρ,ρ_a+10Δρ]为距离筛选区间，以[θ_a-10Δθ,θ_a+10Δθ]为方位筛选区间，对雷达目标进行筛选，同时满足筛选区间的雷达目标加入雷达目标集合B，对有b＝{id_b,ρ_b,θ_b}，其中id_b表示目标用户识别号，ρ_b表示目标距离，θ_b表示目标方位，以[ρ_b-10Δρ,ρ_b+10Δρ]为距离筛选区间，以[θ_b-10Δθ,θ_b+10Δθ]为方位筛选区间，对AIS进行反馈筛选，同时满足筛选区间的AIS目标加入b的配对目标集合C_b，若对其配对目标集合C_b有且只有一个元素，则完成目标配对；否则，分别以Δρ和Δθ为步进长度，减小b的筛选区间继续进行筛选，直到配对目标集合C_b中有且只有一个元素；若某次筛选时集合C_b为空，则将b从B中剔除。

2.权利要求1所述的面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法，其中步骤(1)

所述的AIS消息过滤，包括如下特征：

①只接收消息识别码为1和5的消息；

②只接收消息识别码为1的消息中转发指示符为0的消息；

③只接收消息识别码为1的消息中船位精确度为1的消息；

④只接收消息识别码为5的消息中电子定位装置类型为1的目标的消息。

3.权利要求1所述的面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法，其中步骤(2)和步骤(3)所述的空间坐标变换，使用WGS84坐标系下测量的雷达天线GPS数据及AIS消息中的船舶GPS定位数据，以雷达天线GPS为极坐标原点，应用如下技术措施：

①距离变换采用UTM投影，计算目标相对雷达天线的距离；

②方位变换采用墨卡托投影，计算目标相对雷达天线的方位。

4.权利要求1所述的面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法，其中步骤(3)所述的目标对的时间对齐，具备如下特征：

对的航迹b^(t)＝{id_b,ρ_b^(t),θ_b^(t),t}，其中t表示该航迹的时刻，ρ_b^(t)表示目标b在t时刻的距离，θ_b^(t)表示目标b在t时刻的方位，取a∈C_b的航迹和其中t₁<t<t₂，且t₁与t之间、t与t₂之间均无航迹，通过以下公式进行插值航迹的计算：

k=t-t1t2-t1,]]>

ρa′=ρa(t1)+k(ρa(t2)-ρa(t1)),]]>

θa′=θa(t1)+k(θa(t2)-θa(t1)),]]>

其中，ρ_a'和θ_a'分别为插值得到的a在t时刻的距离和方位，则航迹点b^(t)＝{id_b,ρ_b^(t),θ_b^(t),t}和a^(t)＝{mmsi_a,ρ_a',θ_a',t}的组合，即为雷达测量值与AIS真值点对。