雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告航海儀器25課件

主講人：江衍煊航海儀器雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告船舶避碰包括預(yù)測(cè)和避讓普通船用雷達(dá)目標(biāo)跟蹤“預(yù)測(cè)”:預(yù)測(cè)相遇船和本船在何時(shí)、何處將同時(shí)占據(jù)海面上同一點(diǎn)或存在碰撞危險(xiǎn)；“避讓”：本船對(duì)危險(xiǎn)船采取的避讓機(jī)動(dòng)，使二者不同時(shí)占據(jù)同一點(diǎn)或擺脫兩船碰撞危險(xiǎn)的局面。1.目標(biāo)檢測(cè)2.目標(biāo)錄取的方法及特點(diǎn)（1）人工錄取(ManualAcquisition)（2）自動(dòng)錄取(Auto-Acquisition)1）設(shè)置優(yōu)先區(qū)如圖所示，首先錄取船首向±45°范圍內(nèi)的第I區(qū)，然后

依次錄取第Ⅱ、Ⅲ區(qū)內(nèi)的目標(biāo)。跟蹤方式1）設(shè)置警戒圈（環(huán)、區(qū)）a）為警戒圈，半徑可按需設(shè)定；b）為扇形警戒區(qū)，其扇形張角及徑向深度可按需設(shè)定；c）為內(nèi)外兩個(gè)半圓環(huán)，外環(huán)設(shè)在船首向，內(nèi)環(huán)設(shè)在船尾向。對(duì)闖入警戒圈（區(qū)、環(huán)）的目標(biāo)，ARPA將發(fā)出闖入報(bào)警，并被自動(dòng)錄取和跟蹤。跟蹤方式雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤及局限性觀測(cè)目標(biāo)位置的連續(xù)變化以建立其運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，稱為雷達(dá)的“目標(biāo)跟蹤”。要利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性，將各目標(biāo)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)數(shù)據(jù)分別連成各目標(biāo)的航跡，并判明各目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這就是目標(biāo)跟蹤。1.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的方法a.航跡外推；b.航跡相關(guān)；雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤及局限性(1)目標(biāo)丟失造成已跟蹤目標(biāo)發(fā)生丟失而中斷跟蹤的原因：①目標(biāo)回波信號(hào)變?nèi)酰孩陔s波干擾：③目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(dòng)④雷達(dá)測(cè)量或ARPA數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)出現(xiàn)特大誤差⑤目標(biāo)進(jìn)入雷達(dá)陰影區(qū)域或被大目標(biāo)遮擋(2)誤跟蹤在船舶密集水域，容易發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上目標(biāo)落入同一個(gè)跟蹤波門而引起跟蹤錯(cuò)誤的現(xiàn)象，稱為“誤跟蹤”或“目標(biāo)調(diào)換”(TargetSwop)。雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤及局限性(3)存在跟蹤處理延時(shí)從錄取開(kāi)始→測(cè)量數(shù)據(jù)→處理數(shù)據(jù)→自動(dòng)計(jì)算→顯示各種信息數(shù)據(jù)有一個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)信息在1分鐘內(nèi)，尚不穩(wěn)定。在3分鐘后，較穩(wěn)定。雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤及局限性處理延時(shí)對(duì)PRPA避碰的影響1.矢量轉(zhuǎn)向滯后于船首轉(zhuǎn)向，且經(jīng)3分鐘后穩(wěn)定，因此，在試操船或避讓時(shí)加予考慮。2.船舶一旦機(jī)動(dòng)，新數(shù)據(jù)經(jīng)一段時(shí)間（3min）穩(wěn)定，對(duì)避讓?xiě)?yīng)用是危險(xiǎn)的。∴及早錄取目標(biāo)，若丟失目標(biāo)，一旦出現(xiàn)應(yīng)立即重新錄取。

雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤及局限性跟蹤時(shí)間與位置的融合雷達(dá)與AIS對(duì)目標(biāo)的觀測(cè)時(shí)間和空間的基準(zhǔn)點(diǎn)不同AIS的目標(biāo)位置來(lái)源于GPS，使用世界地理坐標(biāo)系WGS-84來(lái)表示；雷達(dá)/ARPA是用距離和方位表示解決方法需增加羅經(jīng)信號(hào)，將雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)變成世界

地理坐標(biāo)系統(tǒng)。信息接收時(shí)間不同，雷達(dá)掃描周期一般為15r/min~30r/min；AIS信息收發(fā)時(shí)間根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同從2s到6分鐘；需要時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，然后目標(biāo)需要進(jìn)行航跡相關(guān)判斷來(lái)自兩個(gè)傳感

器的兩個(gè)目標(biāo)是否為同一目標(biāo)，獲得目標(biāo)狀態(tài)互補(bǔ)。2.在AIS信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，雷達(dá)無(wú)法探測(cè)到的遮擋物后的物標(biāo)可

由AIS提供，雷達(dá)探測(cè)到的物標(biāo)可由AIS提供船舶的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)

信息，增強(qiáng)了船舶航行的安全性。跟蹤時(shí)間與位置的融合雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)1.船舶導(dǎo)航雷達(dá)必須具備基于同一條件下自動(dòng)目標(biāo)關(guān)聯(lián)，

避免同一目標(biāo)顯示為2個(gè)目標(biāo)符號(hào)。2.顯示AIS激活目標(biāo)符號(hào)及其字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，顯示雷達(dá)跟蹤目標(biāo)信息或AIS報(bào)告目標(biāo)信息。在雷達(dá)圖像跟蹤目標(biāo)與報(bào)告目標(biāo)的關(guān)聯(lián)表現(xiàn)為位置和航

跡的關(guān)聯(lián)。優(yōu)勢(shì)基于衛(wèi)星定位的AIS設(shè)備，精度高，AIS不存在近距離

盲區(qū)；報(bào)告信息時(shí)間間隔隨目標(biāo)船動(dòng)態(tài)適時(shí)延時(shí)；AIS目標(biāo)不會(huì)發(fā)生目標(biāo)交換現(xiàn)象。雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)局限性AIS不是自主探測(cè)設(shè)備，不能顯示島嶼、岸線和導(dǎo)航標(biāo)志；其他船舶都配備并未開(kāi)啟了AIS設(shè)備，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法收到相應(yīng)信號(hào)。因此，AIS報(bào)告信息只應(yīng)作為雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息的輔助作用，協(xié)助雷達(dá)設(shè)備判斷會(huì)遇局面。雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)AIS與雷達(dá)的綜合運(yùn)用用AIS協(xié)助雷達(dá)跟蹤目標(biāo)，可提高雷達(dá)近距離探測(cè)性能；加強(qiáng)雷達(dá)預(yù)報(bào)會(huì)遇危險(xiǎn)的功能，改善避碰效果，避免或減少緊迫局面和碰撞事故的發(fā)生；在搜救行動(dòng)中雷達(dá)跟蹤功能與RADAR-SART或AIS-SART結(jié)合，提高海上搜救工作效率。目標(biāo)中存在個(gè)別目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置關(guān)聯(lián)。目標(biāo)的GPS接收機(jī)現(xiàn)了較大誤差，位置報(bào)告誤差過(guò)大；由于本船雷達(dá)誤差導(dǎo)致AIS圖標(biāo)均偏離相應(yīng)的雷達(dá)回波一個(gè)固定位置，造成所有目標(biāo)均無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置關(guān)聯(lián)；如果本船GPS接收機(jī)定位正常，雷達(dá)跟蹤器出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致所有目標(biāo)均無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置關(guān)聯(lián)，所有AIS圖標(biāo)與雷達(dá)回波均出現(xiàn)無(wú)規(guī)律偏離。AIS與雷達(dá)的綜合運(yùn)用課程小結(jié)