[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

说明书

一、技术领域

本发明涉及海用雷达误差标校领域中的测量值与AIS真值点对构建研究方向，是利用岸台AIS设备接收的实时数据作为目标真值，开展海用雷达误差标校的数据预处理阶段，为后续进行海用雷达误差分析提供数据支持，适用于岸基与舰载平台条件下的导航、搜索、警戒、目标指示等海面目标探测雷达的误差标校。

二、背景技术

AIS，即自动识别系统，是为了协助船舶交通管理系统而使用的一种通信应答设备，集成了GPS定位信息、甚高频通信机、显示器等多设备于一体，作为一种船舶自动报位通信设施，能够采用自组织时分多址接入方式自动广播和接收船舶动态、静态和与航行相关的数据。由于AIS的信息丰富、具有GPS的定位精度以及全天候工作等特点，在航海领域获得了广泛的应用。国际海事组织强制要求2000年7月以后建造的船舶必须安装AIS应答器。随着AIS的广泛应用，有研究者提出利用岸台AIS设备接收并解析出的海上船舶GPS定位数据，作为海用雷达标校时的真值位置，并直接将利用AIS的雷达标校方法认定为是一种GPS标校方法。在从海上选择雷达标校用的船舶目标时，一般需要人工筛选，且需要操作人员具备一定的经验。AIS威力范围一般比雷达广，且盲区小、不易受干扰，应发挥其优势对雷达目标进行筛选，但是，如果雷达不能对目标形成有效探测，仅有AIS数据的目标是无效的，因此，进行AIS和雷达自动化地交替进行标校目标筛选具有一定的优势。现有利用AIS对雷达进行标校的方法，在空间变换时一般只使用一种方法，但是雷达对目标距离和方位的测量是相互独立的，可以分开解算。目前，未见面向海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建方法的研究报道。

三、发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种可以应用于海用雷达标校的测量值与AIS真值点对构建的方法，利用AIS目标和雷达目标交替进行目标筛选，完成雷达和AIS目标配对，在此基础上，基于海用雷达距离测量和方位测量相互独立的特点，分别计算目标距离和目标方位，完成配对目标航迹数据的空间变换，并利用AIS数据率高于雷达数据率的特点，对AIS航迹数据进行线性插值，完成时间对齐，形成有效目标点对，为后续实施误差分析提供数据支持。

2.技术方案

本发明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，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。

3.有益效果

本发明相比背景技术具有如下的优点：

(1)该方法利用AIS和雷达交替进行目标筛选，在保证有效目标数量的同时，能有效减少无关目标的数量；

(2)该方法保留雷达的原始测量结果，对精度较高的AIS定位数据进行空间变换，分别用UTM投影计算目标距离，墨卡托投影计算目标方位，减小了空间变换过程中带来的误差；

(3)该方法对数据率较高的AIS航迹数据进行插值，减少了插值带来的误差。

四、附图说明

说明书附图是本发明的实施流程图。

五、具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明进一步详细描述。参照说明书附图，本发明的具体实施方式分以下几个步骤：

(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；