李士偉 趙永剛

【摘要】本文介紹了AIS的功能組成、信息內(nèi)容，提出了一種利用AIS信息為岸基警戒雷達進行精度檢測方法，并通過某部岸基警戒雷達驗收試驗得以驗證，結(jié)果表明滿足岸基警戒雷達精度要求。

【關(guān)鍵詞】AIS信息；岸基警戒雷達；精度檢測；方法

1.引言

岸基對海警戒雷達在軍事上主要用于海面警戒，提供目標的位置信息，供指揮員指揮決策。通常這種雷達的距離精度在幾十米到幾百米，一般來說，岸基對海警戒雷達的方位角和距離精度試驗通常采用跑船試驗，并以船上GPS數(shù)據(jù)為真值進行精度檢測。這種雷達精度檢測方法無論從人力上還是從物力上，投入都較大。本文提出了一種基于AIS（艦船自動識別系統(tǒng)）信息為岸基警戒雷達精度檢測方法，利用航行中的小型漁船為雷達進行動態(tài)精度檢測，人力物力投入小，結(jié)果滿足雷達精度要求，且雷達精度檢測不受時間、經(jīng)費、物資等條件限制，可隨時進行精度檢測，方法靈活、方便。

2.AIS情況介紹

2.1 AIS概況

船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identi-fication System，簡稱AIS）由岸基（基站）設(shè)施和船載設(shè)備共同組成，艦載設(shè)備包括天線、艦船AIS設(shè)備和數(shù)據(jù)處理顯示設(shè)備，岸基設(shè)備包括天線、數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)處理應用服務器和顯示設(shè)備等，如圖1所示，是一種新型的集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。

是新一代用于海上識別、監(jiān)控和通信的技術(shù)手段。由艦船飛機之敵我識別器發(fā)展而成，配合全球定位系統(tǒng)（GPS）將船位（經(jīng)緯度）、船速、航向等船舶動態(tài)信息和船名、大小、呼號、吃水、類型、目的地等船舶靜態(tài)信息由甚高頻（VHF）頻道向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動，對船舶安全有很大幫助。

2.2 岸基警戒雷達配備的AIS設(shè)備

目前使用的AIS設(shè)備包括VHF天線、AIS接收機和數(shù)據(jù)終端，如圖2所示。AIS接收設(shè)備通過天線接收艦船的AIS信息，數(shù)據(jù)終端選擇處理AIS信息，并將艦船位置的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對雷達站的方位、距離數(shù)據(jù)。將接收到海上船舶在海圖上顯示，并以微表形式顯示船舶信息。數(shù)據(jù)終端同時可通過網(wǎng)絡(luò)接口向雷達終端計算機發(fā)送AIS信息，以便于雷達探測的目標進行數(shù)據(jù)融合。目前使用的AIS定位精度小于10米。

3.雷達精度檢測

3.1 雷達動態(tài)精度檢測方法

3.1.1 解算目標真值

3.1.2 獲取雷達觀測數(shù)據(jù)

雷達采用半自動掃描方法，先鎖定標校目標，再自動錄取目標觀測值（R，，tr），并將觀測數(shù)據(jù)用動態(tài)模型進行數(shù)據(jù)處理，即對雷達目標航跡進行Kalman平滑濾波，消除測量過程中的部分噪聲。

3.1.3 時間對準

比較雷達測量數(shù)據(jù)和真值數(shù)據(jù)的時間tr和tg關(guān)系，利用內(nèi)插和外推的方法進行時間對準，將二者統(tǒng)一到同一個時間坐標t下。

3.1.4 求解目標距離、方位誤差

把雷達觀測數(shù)據(jù)（R，，tr）和真值數(shù)據(jù)（D，，t）進行配準，得出雷達誤差統(tǒng)計平均值（，）和統(tǒng)計標準偏差（，）。

3.2 雷達動態(tài)精度檢測步驟

首先在AIS數(shù)據(jù)終端上找到相對較孤立的尺寸較小的運動船舶B，在雷達自動錄取器上找到船舶B，并穩(wěn)定跟蹤，分別保存記錄船舶B的雷達數(shù)據(jù)和AIS數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)時間一般為3-4小時，以便獲得足夠多的數(shù)據(jù)量。然后對數(shù)據(jù)進行分析處理，以10秒鐘為間隔，篩選出船舶B的雷達數(shù)據(jù)和AIS數(shù)據(jù)（將野點數(shù)據(jù)剔除），計算出方位和距離的均方根誤差。

重復以上步驟完成4-5艘運動船舶方位和距離精度檢測。

4.試驗數(shù)據(jù)

距離測量精度和方位測量精度的試驗數(shù)據(jù)處理以AIS設(shè)備數(shù)據(jù)作為真值，進行一次差處理，計算總誤差，野點判別準則為≥3σ。數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表1所示。

5.結(jié)論

隨著靶場的不斷發(fā)展，岸基警戒雷達的數(shù)量越來越多，而且機動雷達轉(zhuǎn)場頻繁，每次展開后都需要進行標校。利用AIS信息為雷達標校和精度檢測方便靈活，不受傳統(tǒng)方法的人力物力限制，成為岸基警戒雷達標校和精度檢測的最佳方法。

參考文獻

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作者簡介：李士偉（1969—），男，碩士，工程師，主要研究方向為雷達測量。