[發(fā)明專利]一種基于AIS的多雷達(dá)系統(tǒng)誤差校正自動(dòng)方法

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• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108490407A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國棟;孔芳玲
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市華訊方舟雷達(dá)技術(shù)裝備有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 深圳市中聯(lián)專利代理有限公司 44274
• 代理人: 李俊

本發(fā)明提供一種基于AIS的多雷達(dá)系統(tǒng)誤差校正自動(dòng)方法，該方法包括獲取雷達(dá)與AIS信息；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；選擇關(guān)聯(lián)航跡；時(shí)間對齊；系統(tǒng)誤差估計(jì)；系統(tǒng)誤差校正，本發(fā)明可以將精度較高的AIS航跡信息作為基準(zhǔn)，選擇多部雷達(dá)與AIS共同觀測到的目標(biāo)航跡進(jìn)行量測統(tǒng)計(jì)，可以在使用過程中動(dòng)態(tài)量測、動(dòng)態(tài)估計(jì)與修正多部雷達(dá)系統(tǒng)誤差，且自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)方便，無硬件成本經(jīng)費(fèi)開支，切實(shí)可行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船用雷達(dá)信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于AIS的 多雷達(dá)系統(tǒng)誤差校正自動(dòng)方法。

背景技術(shù)

面對新形勢下近海海事監(jiān)管中出現(xiàn)的環(huán)境復(fù)雜化、目標(biāo)密集化、 需求高端化等難題，靠單一傳感器監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立工作已經(jīng)難以適應(yīng) 當(dāng)代航海交通管理或近海監(jiān)視需求。因此，利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)整合 多部雷達(dá)和AIS(船舶自動(dòng)系統(tǒng))、CCTV(視頻監(jiān)控系統(tǒng))、紅外等一些異類監(jiān)控系統(tǒng)，獲得更全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的船舶動(dòng)態(tài)信息，提 高船舶跟蹤進(jìn)度和監(jiān)視廣度，已然成為現(xiàn)在近海監(jiān)控系統(tǒng)的重要研 究方向和發(fā)展趨勢。

數(shù)據(jù)融合對各部雷達(dá)的測量系統(tǒng)誤差有著嚴(yán)格的要求，若在融 合算法中，雷達(dá)測量系統(tǒng)誤差校正不好，就會喪失融合的最優(yōu)性， 影響航跡質(zhì)量。系統(tǒng)可能無法利用多雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)起始，無法 利用多雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)，對目標(biāo)精確跟蹤和及時(shí)機(jī)動(dòng)判決當(dāng) 目標(biāo)密集時(shí)，易出現(xiàn)不同雷達(dá)目標(biāo)之內(nèi)的錯(cuò)誤關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生虛假目標(biāo) 或分裂目標(biāo)等等。這對某些應(yīng)用可能是比較致命的，例如操作員在 根據(jù)顯示界面對態(tài)勢進(jìn)行判斷時(shí)，可能會因?yàn)槟繕?biāo)數(shù)量和位置的模 糊產(chǎn)生誤判斷。因此，在進(jìn)行多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合之前，對雷達(dá)系統(tǒng)誤差進(jìn)行估計(jì)與校準(zhǔn)具有重大意義。

造成系統(tǒng)誤差的主要原因有兩種：一是各雷達(dá)的方位定北誤差， 而是各雷達(dá)的原點(diǎn)定點(diǎn)誤差。現(xiàn)有技術(shù)中修正雷達(dá)系統(tǒng)誤差的方法 主要有以下幾種：

1、在各雷達(dá)上安裝尋北儀和GPS接收器，尋北儀的精度可達(dá)1°， GPS的定位精度可達(dá)15米；

2、GPS定位校正法，即利用平臺自身GPS定位的坐標(biāo)真值去校 正雷達(dá)系統(tǒng)坐標(biāo)值，作為實(shí)時(shí)檢測、跟蹤系統(tǒng)誤差變化的依據(jù)；

3、固定回波校正法，這也是最常用的一種方法，它是用固定目 標(biāo)位置的真值來校正雷達(dá)航跡的坐標(biāo)絕對誤差；

4、基準(zhǔn)雷達(dá)校正法，它是在用標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)的固定目標(biāo)真值校正了 標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)航跡的坐標(biāo)絕對誤差之后，再用標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)的雷達(dá)航跡校正 其它雷達(dá)的雷達(dá)航跡的坐標(biāo)相對誤差。

上述系統(tǒng)誤差校正方法中，第1種方法已應(yīng)用在新近出廠的少 量新型雷達(dá)上，但是原有大量的老雷達(dá)基本上都未安裝，改裝有一 定難度，且經(jīng)費(fèi)也高。第2種方法中，可以對雷達(dá)原定定點(diǎn)誤差進(jìn) 行校正，但無法對雷達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器件精度和基準(zhǔn)不同等帶來的方位 定北誤差進(jìn)行校正。第3種和第4種方法中，多部雷達(dá)都能看到的 固定回波不易找到，而且這種固定回波往往不是真正的點(diǎn)目標(biāo)，實(shí) 用雷達(dá)常有俯仰天線的情況，因而固定目標(biāo)會隨天線俯仰而飄逸， 因此難以利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何實(shí)現(xiàn)在基于AIS系統(tǒng)下多個(gè) 雷達(dá)系統(tǒng)誤差進(jìn)行校正。具體方案如下：

一種基于AIS的多雷達(dá)系統(tǒng)誤差校正自動(dòng)方法，該方法包括以 下步驟：

步驟1：獲取雷達(dá)與AIS信息；

步驟2：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

步驟3：選擇關(guān)聯(lián)航跡；

步驟4：時(shí)間對齊；

步驟5：系統(tǒng)誤差估計(jì)；

步驟6：系統(tǒng)誤差校正。

其中，步驟1的具體過程如下：

分別獲取N個(gè)雷達(dá)所處的地理位置坐標(biāo)，其中，第i個(gè)雷達(dá)地理 位置坐標(biāo)表示為[L_i,B_i]′；