高頻低波雷達與AIS航跡跟蹤算法研究.pdf

1、海洋交通管理系統(tǒng)是國家海洋領(lǐng)土安全的重要保障，海上船舶的有效檢測是海洋交通管理系統(tǒng)的重要內(nèi)容。論文對高頻地波雷達(簡稱HFSWR)與船舶自動識別系統(tǒng)(簡稱AIS)兩種海洋信息采集系統(tǒng)進行了詳細介紹，說明了兩種系統(tǒng)對海上船舶行駛信息的采集方式，并利用濾波算法對采集到的點跡信息進行計算，來獲取船舶的行駛航跡信息。在系統(tǒng)介紹過程中，說明了兩者的數(shù)據(jù)來源及存儲格式，并在同一直角坐標系下，將兩者數(shù)據(jù)信息進行了時間與空間上的統(tǒng)一。經(jīng)過對兩者所采集數(shù)

2、據(jù)的計算，將兩種系統(tǒng)的航跡處理信息同時顯示在同一坐標系下。
　　論文的主要內(nèi)容是針對中國渤海地區(qū)的HFSWR點跡數(shù)據(jù)做了相應(yīng)的處理與計算。根據(jù)已有數(shù)據(jù)，對HFSWR船舶航跡進行了跟蹤濾波，完成了航跡起始、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、跟蹤濾波這三方面工作。最后，實現(xiàn)了HFSWR船舶運行航跡的處理，并通過仿真實驗對比了AIS所測得船舶真實航跡。論文的主要工作內(nèi)容有:
　　1.對于已完成預(yù)處理的數(shù)據(jù)，使用邏輯法對HFSWR所測點跡信息進行處理和計算

3、，找出符合邏輯的起始航跡。在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中，詳細介紹了最近鄰算法在船舶點跡信息和航跡信息中的基本原理與使用方法，簡單的闡述了概率關(guān)聯(lián)算法的基本內(nèi)容，并說明了兩者的差異。
　　2.航跡起始完成后，通過經(jīng)典卡爾曼(Kalman)濾波算法建立的狀態(tài)方程與觀測方程，對航跡方向進行預(yù)測，并陳述了初始化信息的設(shè)定方案和每一時刻觀測值的選定方法。將Kalman所得航跡與AIS所測得準確航跡對比，實驗結(jié)果表明Kalman濾波算法可以有效地跟蹤上實際航

4、跡。
　　3.闡述了粒子濾波原理及運算流程，并通過粒子濾波算法對HFSWR船舶航跡進行了跟蹤濾波，仿真結(jié)果表明粒子濾波在處理本文航跡跟蹤中實有欠缺。相對于Kalman濾波算法而言，粒子濾波算法在處理船舶航跡跟蹤的問題上比較依賴于初始航跡的準確性。論文使用粒子濾波算法和經(jīng)典Kalman濾波算法相結(jié)合的方法對后續(xù)航跡進行跟蹤濾波，并詳細介紹了這種結(jié)合算法的應(yīng)用原理和算法的優(yōu)勢。仿真表明這種聯(lián)合算法既能夠保障尋找航跡方向的準確，又能使后