AIS自主定位信息实时检测理论与关键技术研究

发布时间：2023-12-26 18:31

　　随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的应用逐渐渗透到社会各领域,其逐步凸显的脆弱性也引起了国际社会的重视。在航海领域,为了保障沿海船舶的航行安全,国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)已建议,船舶应配备天基和陆基双备份定位导航系统。船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)是一种信息实时交互助航系统,国际海上人命安全公约(International Convention for Safety of Life at Sea,SOLAS)已经规定,所有300总吨以上的船舶必须强制安装AIS设备。AIS实现船舶自动识别功能所需要的位置信息来自于GNSS接收机,而一旦GNSS突然持续性中断,AIS系统将会瘫痪,进而严重威胁船舶航行安全。因此,在世界无线电导航计划中已明确将AIS测距定位列为备份的陆基无线电导航系统之一。目前,无论是GNSS还是传统的陆基定位系统,在定位测量过程中利用的都是同频同周期的连续载波信号,而AIS本质上...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
创新点摘要
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 增强罗兰系统
        1.1.2 AIS测距模式
        1.1.3 陆基定位系统国内外相关研究小结
    1.2 AIS测距模式的测距理论研究
    1.3 信号稀疏表示理论
        1.3.1 字典构造算法
        1.3.2 稀疏分解算法
    1.4 AIS信号海面传输损耗
    1.5 本文主要研究内容和章节安排
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 结构安排
2 AIS信号稀疏表示研究
    2.1 AIS信号稀疏表示需求分析
        2.1.1 AIS信号稀疏表示实时性需求分析
        2.1.2 AIS信号模型
    2.2 字典学习算法研究
        2.2.1 字典学习模型
        2.2.2 最优方向法
        2.2.3 K项奇异值分解法
        2.2.4 实验与分析
    2.3 稀疏分解算法研究
        2.3.1 基追踪算法
        2.3.2 正交匹配追踪算法
        2.3.3 实验与分析
    2.4 本章小结
3 AIS信号实时检测研究
    3.1 AIS信号稀疏表示抗噪性优化研究
        3.1.1 接收端信噪比对AIS信号稀疏表示的影响
        3.1.2 稀疏表示抗噪性优化算法
    3.2 OMP算法计算速度优化研究
        3.2.1 OMP算法计算速度优化方法理论推导
        3.2.2 OMP算法计算速度优化方法仿真分析
    3.3 AIS信号快速抗噪稀疏表示算法
        3.3.1 AIS信号快速抗噪稀疏表示算法仿真分析
        3.3.2 AIS信号快速抗噪稀疏表示算法实时性分析
    3.4 本章小结
4 AIS信号自适应检测方法研究
    4.1 自适应检测方法原理
    4.2 AIS信号海面传输损耗
    4.3 AIS信号海面传输损耗评估
        4.3.1 光滑海面AIS信号传输损耗评估
        4.3.2 粗糙海面AIS信号传输损耗评估
        4.3.3 AIS信号海面传输损耗预测评估
        4.3.4 基于传输损耗的自适应方法门限选取
    4.4 AIS信号实时检测模块
    4.5 本章小结
5 非周期AIS信号定位信息实时测量研究
    5.1 定位信息检测
        5.1.1 时间戳选择
        5.1.2 时间戳检测
        5.1.3 实验与分析
    5.2 实测试验
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 未来展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3875304