VTS中雷达和AIS的技术应用与进展解析课件.ppt

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1、VTS中雷达和AIS的技术应用与进展思考测验题1.雷达在VTS中的主要作用是什么？雷达的主要性能指标有哪些？2.比较AIS与雷达在VTS中应用的类似之处。3.总结AIS和雷达在VTS的应用中各自具有的特点。4.*对综合应用雷达和AIS的建议或设想。0VTS的系统结构1雷达技术2雷达数据处理3AIS技术VTS的系统结构VTS系统由前端站点、VTS中心和连接它们的信息传输与网络子系统组成。前端站点有数据采集和通信设备（雷达、VHF、AIS、CCTV、水文气象等）。VTS中心有数据处理和操作显示设备（雷达数据综

2、合处理、管理信息处理、交通显示与控制、多媒体数据记录等）。AIS和雷达的应用类似之处能采集船舶交通信息能对目标进行跟踪所采集信息均由多传感器数据综合处理器处理并在交通显示器上显示所采集信息均由多媒体数据记录器记录所采集信息均引入管理信息处理服务器AIS和雷达在数据种类、精度、目标跟踪机理等方面有不同特点充分发挥各自特点并相互弥补，对VTS的功能扩展和管理水平提高有很大意义。1雷达技术1.1雷达在VTS中的作用1.2雷达作用距离1.3VTS雷达天线1.4频率分集雷达的应用1.1雷达在VTS中的作用1.1.

3、1雷达的用途和基本功能1.1.2雷达的组成1.1.3雷达的主要使用性能1.1.1雷达的用途和基本功能主要用途交通监视及船舶实时动态数据收集。基本功能探测：发现进港船舶并预计到港时间；发现交通事故的潜在危险及锚泊船舶走锚等。定位：测定船舶的地理位置及相对位置。显示：显示水域内交通状况。信息源：向雷达数据处理子系统提供信息，使之能对目标信号进行检测、跟踪和参数计算。基本特点（1）能观察覆盖范围内全景图像（2）能获取目标的动态数据距离和方位数据直接获取，精度较高；航度和航（迹）向数据是由距离、方位数据计算的

4、平均值；目标的大小、艏向等数据估算误差较大；不能识别目标和获取目标的静态信息；（3）监测性能受海浪雨雪等杂波干扰较大1.1.2雷达的组成发射机：工作频率f0和波段λ0、输出脉冲功率PT、脉冲重复频率f、脉冲宽度τ等。接收机：工作频段与选择性、灵敏度Prmin、波形失真（与通带宽度有关）、动态范围、抗干扰性、稳定性等。天线：增益GA、水平波束宽度、垂直波束宽度、旁瓣电平、极化、转速等。显示器：显示雷达数化视频、处理视频（代表目标的各种字符、运动矢量线、航道线、危险符号等）和电子海图等；主要技术指标：显示量程

5、、显示分辨率、显示对比度等。1.1.3雷达的主要使用性能探测范围（通视距离）在实际地面上的水平直视距离。最大作用距离在平面上探测标准反射体能够达到的最大距离。测量精度包括静态测量精度(测距、测方位)和动态测量精度（测距、测方位、测航速、测航向）。分辨力区分邻近目标的能力，包括距离分辨力和方位分辨力。1.2雷达作用距离1.2.1雷达通视距离受地球曲率和大气折射影响，由下式确定岸台雷达天线高度船舶等目标高度通视距离与岸台雷达天线和目标的高度、气象条件等有关，与雷达性能无关。1.2.2自由空间雷达最大作用距离P

6、T：雷达发射功率GA：雷达天线增益λ：雷达工作波长Prmin：接收机门限功率（灵敏度）σT：目标反射截面积最大作用距离与发射功率、接收机门限功率（灵敏度）、天线增益、目标反射截面积等因素有关，是雷达系统整体性能（雷达威力）的体现。1.2.3传播条件对作用距离的影响（1）受通视距离限定通视距离是雷达最大作用距离的极限值。（2）水面或地面对电磁波的反射目标处和雷达天线口径处的场强是直射波和水面反射波的叠加，场强可能增加，也可能减弱，因而影响雷达最大作用距离。（3）电磁波在大气和波导中的衰减a波长λ与大气衰减关

7、系λ＞30cm时，电磁波在大气中损耗小；λ＜10cm时，电磁波在大气中衰减明显。10cm雷达在大气中衰减及受雨雪海浪干扰比3cm雷达小得多，雨雪天气使10cm雷达对减少雨雪干扰和观测较远距离目标会有较好效果。b.最大作用距离与大气衰减关系存在大气衰减时的雷达最大作用距离自由空间雷达最大作用距离电磁波在大气传播中每单位距离的功率衰减，与雨、雾等气象状况有关。c.电磁波在波导中的损耗电磁波在波导中的损耗会减小雷达最大作用距离，故天线到收发机的波导不宜过长（一般在10～15m以内）。1.2.4反射信号和噪声的起

8、伏特性的影响起伏特性影响接收机输入端的信噪比，即影响Prmin，因而影响最大作用距离。起伏特性：目标反射特性、雨雪海浪杂波干扰和接收机内部噪声都具有随机起伏特性。影响：1.2.5增大最大作用距离途径（1）增加发射功率增加发射功率最大作用距离增加缓慢；会使雷达设备复杂化，工作可靠性降低，耗电增加，一般不采用此法（通常为25kW）。目前发射机磁控管实际使用寿命可达9000～16000小时。发射脉冲宽度最窄不小于0.04μs，一般为