舰船目标多手段数据融合探测方法研究
发布时间：2020-12-12 20:07
海洋管理对于国家经济和安全有着十分重要的作用,舰船管理是海洋管理的主要工作之一。实时准确地获取海洋监管区域的舰船分布和有效评估舰船运动的态势是舰船有效管理的基础。星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）、高频地波雷达（High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR）和自动舰船识别系统（Automatic Identification System, AIS）是目前大范围海上目标监测的主要传感器。星载SAR不受天气限制、探测精度高,但是只能在卫星过境时刻进行探测；高频地波雷达可以连续探测且速度探测精度高,但是目标定位精度较低；AIS可以提供详细的舰船位置、速度、航向等信息,但是只能对合作舰船进行监测。三种探测手段各有其优缺点,仅仅通过单一传感器无法获得舰船的准确信息。本文研究的主要课题是如何有效地融合利用三种探测手段的测量值来提高舰船探测精度,针对星载SAR、高频地波雷达和AIS的舰船目标点迹关联、目标跟踪、航迹关联等多个问题展开研究,主要研究内容如下：1.为了解决密集分布情况下的高频地波雷达和AIS点迹关联问题,提出...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１星载ＳＡ民舰船目标ＰＷ??
（ａ）香港附近区域星載ＳＡＲ图?（ｂ）星載ＳＡＲ局部区域放大??图１．１星载ＳＡ民舰船目标ＰＷ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｓｈｉｐ?ｔａｒｇｅｔ?ｏｆ?巧ａｃｅ－ｂｏｍｅ?ＳＡ民口９］??机载ＳＡＲ最初在舰船监测方面，主要应用于对可疑舰船目标的低空验证Ｗ。机载ＳＡＲ??舰船目标检测方法与星载ＳＡＲ的舰船检测原理相似，星载ＳＡＲ的ＣＦＡＲ等检测算法可Ｗ移??植使用。在化载ＳＡＲ舰船分类方面，加权ＳＶＭ分类算法彼用来在机载极化ＳＡＲ图像中进行??舰船分类检测ＰＳ１。图１．２所示为某区域的机载ＳＡＲ舰船探测图像，图像中的亮点为该区域的??舰船目标。??图１．２机载ＳＡ民舰船目标??Ｆ＇ｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｈｉｐ?化ｒｇｅｔ?ｏｆ?ａｉｒ－ｂｏｍｅ?ＳＡ民??１．２．２地波雷达舰船检测与类型巧别研究现状??地波雷达利用高频电磁波在海面绕射的原理，实现海上舰船目标的超视距探测，可得??到覆盖范围内舰船目标相对于雷达站的距离、方位角和航速，实现对特定海域内舰船的监视??监测［３６’３７］。世界上各海洋强国都建立了各自的地波雷达系统，用来检测和跟踪所属海域中的??舰船。德国汉堡大学早在１９９６年就建立Ｗｅｌｌｅｎ?Ｒａｄａｒ?（ＷＥＲＡ）地波雷达系统
??舰船探测方面也做了比较深入的研究气德国ＷＥＲＡ发射和接收天线阵如图１．３所示。??已ｉ诵医??图１．３?ＷＥＲＡ的发射和接收天线阵ＰＷ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｉｍａｇｅｓ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ－ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ?ｏｆ?ＷＥＲＡ［３６］??在地波雷达舰船检测方面，学者们提出了一些算法来提高舰船检测的精度。图１．４为典??型的高频距离－多普勒功率谱图，通过ＣＦＡＲ等相关算法可Ｗ检测出舰船目标。??Ｐｏｗｅｒ?Ｓｐｅｃｔｒａｌ?Ｄｅｎｓｉｔｙ【征］??＂闘Ｔ骄写巧Ｆ—巧覃坏常Ｉ?ｉｒ??ＩＩ。’，?以ｗ．匈，’．則?Ｉ。??置?９〇；Ｌｒ作‘斬?＾’Ｍ．．Ｖ?斗?＇知??薑?６。，?Ｖ，?Ｉ’；，＇，切?Ｉ；．?＇?．，＇ｄ?壯，；＾．＇梯；一??ｓｏ?ｊ?Ｗｉ?Ｆｉｒｓｔ?Ａｒｔｉｅｒ?（＇＇＇?Ｊ，?＇Ｘ＾?＊??４０?１；?，．，，’？化峨?＊‘ｖ气；乐装?，１’?川：Ｊ３０??３０?４?，?＇?ｔ?ｙ?－?Ｓｐｃｒｉｎｒｆ－ｏｉ＾?＾＾２０??）〇?ｊ?ｔ?诚＇ＩＦ化她Ｉｇｔａｉ＾ｅｌｓ、、、、?‘，１？。如？在?ｓ＾＂ｆＴｉ成?ｔ?ｊ??鞠Ｖ｜．‘
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弧段检测的高频地波雷达特定目标航迹跟踪方法研究[J]. 张玲,刘旭,姜義,纪永刚. 海洋科学. 2016(06)
[2]基于模糊双门限的高频地波雷达与AIS目标航迹关联方法[J]. 刘根旺,刘永信,纪永刚,王超. 系统工程与电子技术. 2016(03)
[3]Point association analysis of vessel target detection with SAR, HFSWR and AIS[J]. JI Yonggang,ZHANG Jie,MENG Junmin,WANG Yiming. Acta Oceanologica Sinica. 2014(09)
[4]双频率高频地波雷达船只目标点迹关联与融合处理[J]. 纪永刚,张杰,王祎鸣,于长军,黎明. 系统工程与电子技术. 2014 (02)
[5]利用自动识别系统信息进行高频地波雷达天线阵校正[J]. 田文龙,李高鹏,许荣庆. 电子与信息学报. 2012(05)
[6]基于全局最优的被动多传感器多目标轨迹关联算法[J]. 盛卫东,林两魁,安玮,周一宇. 电子与信息学报. 2010(07)
[7]A new CFAR ship target detection method in SAR imagery[J]. JI Yonggang 1 ,ZHANG Jie 1,2,MENG Junmin 1,ZHANG Xi 1 1 First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China 2 Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China. Acta Oceanologica Sinica. 2010(01)
[8]采用自适应功率回归门限设定的HF雷达舰船探测(英文)[J]. 安娜 L·兹冯可夫斯卡亚,海尔曼·罗林. 雷达科学与技术. 2007(02)
[9]基于SVD的高频地波雷达干扰与杂波抑除算法[J]. 张雅斌,陈卫东,张守宏,尚海燕. 电子与信息学报. 2006(11)
[10]强海杂波背景下的舰船目标检测[J]. 童健,文必洋,王颂. 武汉大学学报(理学版). 2005(03)
博士论文
[1]高频地波雷达舰船目标跟踪关键技术研究[D]. 王健.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高频地波雷达海上目标航迹探测算法研究[D]. 赵彩凤.内蒙古大学 2015
[2]高频地波雷达与AIS船只目标航迹关联方法研究[D]. 刘根旺.内蒙古大学 2014
本文编号：2913194
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１星载ＳＡ民舰船目标ＰＷ??
（ａ）香港附近区域星載ＳＡＲ图?（ｂ）星載ＳＡＲ局部区域放大??图１．１星载ＳＡ民舰船目标ＰＷ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｓｈｉｐ?ｔａｒｇｅｔ?ｏｆ?巧ａｃｅ－ｂｏｍｅ?ＳＡ民口９］??机载ＳＡＲ最初在舰船监测方面，主要应用于对可疑舰船目标的低空验证Ｗ。机载ＳＡＲ??舰船目标检测方法与星载ＳＡＲ的舰船检测原理相似，星载ＳＡＲ的ＣＦＡＲ等检测算法可Ｗ移??植使用。在化载ＳＡＲ舰船分类方面，加权ＳＶＭ分类算法彼用来在机载极化ＳＡＲ图像中进行??舰船分类检测ＰＳ１。图１．２所示为某区域的机载ＳＡＲ舰船探测图像，图像中的亮点为该区域的??舰船目标。??图１．２机载ＳＡ民舰船目标??Ｆ＇ｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｈｉｐ?化ｒｇｅｔ?ｏｆ?ａｉｒ－ｂｏｍｅ?ＳＡ民??１．２．２地波雷达舰船检测与类型巧别研究现状??地波雷达利用高频电磁波在海面绕射的原理，实现海上舰船目标的超视距探测，可得??到覆盖范围内舰船目标相对于雷达站的距离、方位角和航速，实现对特定海域内舰船的监视??监测［３６’３７］。世界上各海洋强国都建立了各自的地波雷达系统，用来检测和跟踪所属海域中的??舰船。德国汉堡大学早在１９９６年就建立Ｗｅｌｌｅｎ?Ｒａｄａｒ?（ＷＥＲＡ）地波雷达系统
??舰船探测方面也做了比较深入的研究气德国ＷＥＲＡ发射和接收天线阵如图１．３所示。??已ｉ诵医??图１．３?ＷＥＲＡ的发射和接收天线阵ＰＷ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｉｍａｇｅｓ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ－ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ?ｏｆ?ＷＥＲＡ［３６］??在地波雷达舰船检测方面，学者们提出了一些算法来提高舰船检测的精度。图１．４为典??型的高频距离－多普勒功率谱图，通过ＣＦＡＲ等相关算法可Ｗ检测出舰船目标。??Ｐｏｗｅｒ?Ｓｐｅｃｔｒａｌ?Ｄｅｎｓｉｔｙ【征］??＂闘Ｔ骄写巧Ｆ—巧覃坏常Ｉ?ｉｒ??ＩＩ。’，?以ｗ．匈，’．則?Ｉ。??置?９〇；Ｌｒ作‘斬?＾’Ｍ．．Ｖ?斗?＇知??薑?６。，?Ｖ，?Ｉ’；，＇，切?Ｉ；．?＇?．，＇ｄ?壯，；＾．＇梯；一??ｓｏ?ｊ?Ｗｉ?Ｆｉｒｓｔ?Ａｒｔｉｅｒ?（＇＇＇?Ｊ，?＇Ｘ＾?＊??４０?１；?，．，，’？化峨?＊‘ｖ气；乐装?，１’?川：Ｊ３０??３０?４?，?＇?ｔ?ｙ?－?Ｓｐｃｒｉｎｒｆ－ｏｉ＾?＾＾２０??）〇?ｊ?ｔ?诚＇ＩＦ化她Ｉｇｔａｉ＾ｅｌｓ、、、、?‘，１？。如？在?ｓ＾＂ｆＴｉ成?ｔ?ｊ??鞠Ｖ｜．‘
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弧段检测的高频地波雷达特定目标航迹跟踪方法研究[J]. 张玲,刘旭,姜義,纪永刚. 海洋科学. 2016(06)
[2]基于模糊双门限的高频地波雷达与AIS目标航迹关联方法[J]. 刘根旺,刘永信,纪永刚,王超. 系统工程与电子技术. 2016(03)
[3]Point association analysis of vessel target detection with SAR, HFSWR and AIS[J]. JI Yonggang,ZHANG Jie,MENG Junmin,WANG Yiming. Acta Oceanologica Sinica. 2014(09)
[4]双频率高频地波雷达船只目标点迹关联与融合处理[J]. 纪永刚,张杰,王祎鸣,于长军,黎明. 系统工程与电子技术. 2014 (02)
[5]利用自动识别系统信息进行高频地波雷达天线阵校正[J]. 田文龙,李高鹏,许荣庆. 电子与信息学报. 2012(05)
[6]基于全局最优的被动多传感器多目标轨迹关联算法[J]. 盛卫东,林两魁,安玮,周一宇. 电子与信息学报. 2010(07)
[7]A new CFAR ship target detection method in SAR imagery[J]. JI Yonggang 1 ,ZHANG Jie 1,2,MENG Junmin 1,ZHANG Xi 1 1 First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China 2 Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China. Acta Oceanologica Sinica. 2010(01)
[8]采用自适应功率回归门限设定的HF雷达舰船探测(英文)[J]. 安娜 L·兹冯可夫斯卡亚,海尔曼·罗林. 雷达科学与技术. 2007(02)
[9]基于SVD的高频地波雷达干扰与杂波抑除算法[J]. 张雅斌,陈卫东,张守宏,尚海燕. 电子与信息学报. 2006(11)
[10]强海杂波背景下的舰船目标检测[J]. 童健,文必洋,王颂. 武汉大学学报(理学版). 2005(03)
博士论文
[1]高频地波雷达舰船目标跟踪关键技术研究[D]. 王健.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高频地波雷达海上目标航迹探测算法研究[D]. 赵彩凤.内蒙古大学 2015
[2]高频地波雷达与AIS船只目标航迹关联方法研究[D]. 刘根旺.内蒙古大学 2014
本文编号：2913194
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