船舶导航系统中雷达与ais信息融合系统分析

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1、船舶导航系统中雷达与AIS信息融合系统分析申其兵中国船级社温州办事处摘要：船舶自动识别系统(AIS)是集船舶导航、避碰、海事监管于一体的无线电系统,在水上交通运输领域里发挥着重要作用。而雷达同样是海上交通获取船舶FI标信息的重耍设备。二者目标信息在内容信息和数据精度上存在差异性，且具有互补性。为了获得船舶目标更精确和更可靠的信息，将其目标信息进行融合。文章提出了一种雷达与ATS信息融合的实现方法，并描述了将其实现的具体过程。关键词：雷达;船舶自动识别系统;信息融合;作者简介：申其兵(1981-),男，湖南常德人，工程

2、师，大学本科，主耍从事船用产品检验工作。收稿日期：2017-08-01AnalysistotheinformationfusionsystemofradarandAISinvesselnavigationSHENQibingAbstract：AutomaticIdentificationSystem(AIS)isaradiosystemintegratedwithvesselnavigation,collisionavoidanceandmaritimesupervision,whichplaysanimportan

3、troleinthefieldofwatertransportation.Radarisalsoakindofimportantequipmenttoobtaintargetsinformationinmarinetraffic.Thecontentandaccuracyofthebotharedifferent,butwithcomplementforeachotherinacertainsense.Toobtainmorereliableandprecisetargetsinformation,informati

4、onfusionisnecessary.AninformationfusionmethodofRadarandATSisproposed,andtheimplementationprocessisdescribedconcretely.Keyword：radar;AutomaticIdentificationSystem;informationfusion;Received：2017-08-01目前，获取海上船舶信息通常有2种手段，一种是导航雷达，一种是船舶自动识别系统（ATS）。导航雷达，是一种主动探测设备，能够自

5、主搜索和跟踪多批海上目标。雷达的缺点是搜索威力小（探测目标的距离小），探测精度低，并且目前的导航雷达基本上只能提供目标的距离、方位等信息，无法做到准确的FI标识别。优点是不需耍在每艘船舶上加装设备。而A1S是一种新型的辅助导航设备，由岸基设备和船载设备组成。岸基设备被动接收各个船舶上的船载设备发送的信息。安装有ATS设备的船舶，能够实时向外广播船舶的位置信息、当前航向、航行的速度等动态信息，并能够播发船舶的识别码、名称等静态信息。位置信息是基于船舶上的卫星导航和惯性导航设备的，因此精度高。但没有安装船载AIS设备的小

6、型船舶，岸基A1S无法接收到船舶的信息。由此可见，A1S和导航雷达各有优缺点，在当前的情况下无法做到相互替代。因此，如何实现AIS和导航雷达的信息进行融合，以发挥二者的优势，显得越来越重要。本文根据导航雷达提供的A标信息，以及AIS提供的A标动态信息和静态信息，提出了一种信息融合的工程实现方法。该方法主要包括:时空统一（坐标变换、时间统一）、航迹关联和航迹融合。经过信息融合，能够实现雷达的目标识别，提高探测能力，提高0标探测的连续性。1雷达与AIS信息融合结构根据信息融合处理方式的不同，主要有集中式和分布式2种信息融

7、合结构。1.1集中式信息融合集中式信息融合，首先是各个传感器独立地接收信息，分别进行数据预处理，然后送到融合中心。融合中心对各个传感器经过预处理后的数据进行坐标变换、数据对准（时空统一），然后进行点迹关联，如图1所示。集屮式信息融合利用了各个传感器的所有数据信息，因此信息损失小，融合后精度较高。但由于利用了全部的信息，使得融合中心的计算量很大，对硬件的处理速度要求较高，因而造成可靠性相对较差。图1集中式信息融合结构下载原图1.2分布式信息融合分布式信息融合，每个传感器首先釆集信息，分别进行数据预处理，形成独立的航迹信

8、息。每个传感器将处理之后的航迹信息分别送到融合中心。融合中心首先进行数据对准，然后进行航迹关联，将属于同一批目标的各个传感器的航迹信息进行航迹融合，最后输出融合的航迹信息，如图2所示。图2分布式信息融合结构下载原图分布式信息融合的优点:系统屮的各个传感器都有独立的目标处理能力，融合屮心的负担小，计算量小，仅对航迹进行关联和融合;系统可靠性高。结