专利名称：一种岸基雷达监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控系统，尤其涉及一种岸基雷达监控系统，属于局部水域安全保障和信息技术服务领域。
背景技术：
局部水域安全监管一般通过雷达原始视频图像主动侦测雷达信号覆盖水域内移动目标的实时动态状况。传统方式一般通过雷达原始视频图像进行船舶目标的监控，效果不很直观，众多的移动目标点迹杂散分布在一起，要准确识别某个可能构成水域安全威胁的移动目标较为困难。对于负责水域内船舶、海缆、输油气管道等安全运行监控的监管部门和值班人员，需要准确了解船舶等移动目标在水域中的位置、航速、航向等信息。当前岸基雷达监控系统多采用雷达原始视频实现对船舶目标的监控，通过雷达原始视频图像中的点迹来确知船舶目标的大致位置、航速和航向等信息。通过对岸基雷达原始视频图像进行数字化处理，对前端雷达探测目标进行计算分析，提取出目标点迹，自动建立目标跟踪，并将点�：透傩畔⑼ü嘣词萑诤戏衿鹘写恚迪只诘缱雍Ｍ记逦允敬澳勘晡恢�、航速和航向等信息的应用系统在国内还属于技术空白。由于雷达原始视频图像存在噪声，通过雷达原始图像来判别船舶目标位置、航速和航向等信息费时且智能化低，显示效果不很直观，因此误判率较高，监管人员迫切需要通过智能和科技手段提高工作效率。
实用新型内容本实用新型针对现有技术效果不直观、误判率高的不足，提供一种使用雷达监控手段更加直观的实现对船舶目标的监视，以更好的信息技术服务提高监管部门和值班人员对潜在安全威胁的快速反应能力的岸基雷达监控系统。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种岸基雷达监控系统，包括数据采集终端、至少一个雷达传感器、数据处理�？楹偷缱雍Ｍ枷允酒教ǎ凰鍪莶杉斩私邮盏氖荽砗蠓⑺椭潦荽砟？椋凰鲋辽僖桓隼状锎衅鞣⑸涞绱挪ǘ愿哺撬蛏系哪勘杲姓丈洳⒔邮掌浠夭ǎ⒔邮盏降牡绱挪ù砦Ｄ庑藕糯渲潦荽砟？椋凰鍪荽砟？榻辽僖桓隼状锎衅鞔涞哪Ｄ庑藕糯砦质悠岛湍勘旮偈莶⒈榷院蟠渲恋缱雍Ｍ计教ǎ凰龅缱雍Ｍ计教ń邮盏降氖莺褪悠到写砗笥氲缱雍Ｍ嫉酉允�。目标跟踪数据雷达数据录取跟踪服务器采用数字图像处理技术将雷达视频图象中的点迹处理成移动目标的位置、速度、航向信息，即为目标跟踪数据。电子海图平台安装于电脑操作系统中的GIS软件，可对标准格式的电子海图数据进行可视化的展现，通过显示器浏览，通过鼠标键盘操作。电子海图由测绘人员经现场测绘制作的标准格式的电子海图数据，电子海图数据必须经过GIS软件才能展现出可视化的电子海图。叠加显示电子海图整张图的每一个像素都是有位置的，目标跟踪数据也有处于同一个坐标系下的位置数据，因此可根据位置的对应关系将目标跟踪数据以船舶的符号叠加显示在电子海图上；雷达原始视频整张图像的每一个像素也是有位置的，同理也可以叠加在电子海图上半透明显示。本实用新型的有益效果是本实用新型所述的岸基雷达监控系统在现有雷达监控系统的基础上滤除噪声显示，并基于电子海图直观的显示船舶标识，使水域船舶航行状况一目了然，通过智能和科技手段有效提高监管人员的工作效率。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。进一步，所述数据采集终端为AIS终端或GPS终端，所述AIS终端发送包含GPS数据的AIS数据至数据处理�？椋凰鯣PS终端发送GPS数据至数据处理�？椤＝徊剑隼状锎衅靼ɡ状锾煜吆屠状锸辗⑿呕隼状锸辗⑿呕ü状锾煜叻⑸涞绱挪ㄏ蚋哺撬蛏系哪勘杲姓丈洌隼状锾煜呓邮掌浞祷氐牡绱挪ú⒋渲晾状锸辗⑿呕隼状锸辗⑿呕祷氐牡绱挪ㄗ晃状锬Ｄ庑藕欧⑺椭潦荽砟？椤＝徊剑鍪荽砟？榘ɡ状镄藕攀只砥�、雷达数据录取跟踪服务器和多源数据融合服务器，所述雷达信号数字化处理器接收雷达传感器传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频并滤除噪声后分别传输至电子海图显示平台和雷达数据录取跟踪服务器；所述雷达数据录取跟踪服务器接收雷达信号数字化处理器发送的雷达数字视频并进行计算分析，提取出目标点迹并自动建立目标跟踪，进一步将点�：透傩畔⒋渲炼嘣词萑诤戏衿鳎凰龆嘣词萑诤戏衿鹘邮绽状锸萋既「俜衿魇涑龅牡慵：透傩畔ⅲ苯邮帐莶杉斩朔⑺偷腉PS数据，并为每条点�：透傩畔⑻砑佑隚PS数据时间同步的时间戳，并将至少一组点迹和跟踪信息之间和点迹和跟踪信息与GPS数据进行至少一次对比融合并发送至电子海图平台。对比融合雷达数据录取跟踪服务器的计算结果是有位置、航速、航向信息的，GPS数据中也包含了位置、速度和方向信息，在转换到同一坐标系下，目标录取跟踪数据的一组点和GPS数据中的一组点进行比对，当同一个时间的两组点位置、速度、方向相差在规定的范围时，即将目标录取跟踪数据和GPS数据融合为一组数据，即在电子海图上显示移动目标时，不再有目标录取跟踪数据和GPS数据，只有融合的数据。采用上述进一步方案的有益效果是，根据雷达测量值实时估计当前的目标位置、速度等运动参数并推算出下一次观察时目标位置的预测值以检验下一次观测值的合理性；对时变和非时变的目标动态系统作出最佳路线、最小方差的无偏估计；估计状态估值的误差协方差矩阵，利用状态估值的误差协方差矩阵可以检测目标机动，调整滤波系数，实现对机动目标的自适应滤波。进一步，所述多源数据融合服务器将至少一组点�：透傩畔⒅浜偷慵：透傩畔⒂隚PS数据进行至少一次对比，至少一次对比结果在运动模型和GPS时间戳都相近时，将至少一组点迹和跟踪信息与GPS数据融合并发送至电子海图平台。[0025]进一步，所述相近指位置差小于O. I海里，航速差小于O. 5节/秒，加速度差小于 3节/秒2、航向差小于20度、转向速度差小于10度/秒、时间差小于3秒。进一步，所述雷达信号 数字化处理器包括依次连接的A/D转换器、抗混淆过滤器、 低通滤波器和雷达视频带宽匹配器，所述A/D转换器将雷达传感器传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频，所述抗混淆过滤器、低通滤波器和雷达视频带宽匹配器过滤雷达数字视频的噪声和混淆干扰。
图I为本实用新型所述的岸基雷达监控系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图I所示，本实用新型实施例I所述的一种岸基雷达监控系统，包括数据采集终端2、至少一个雷达传感器I、数据处理�？�3和电子海图显示平台4 ;所述数据采集终端2 接收GPS数据并发送至数据处理�？�3 ;所述至少一个雷达传感器I发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，并将接收到的电磁波处理为模拟信号传输至数据处理�？�3 ;所述数据处理模块3将至少一个雷达传感器I传输的模拟信号处理为数字视频和目标跟踪数据和数据采集终端2发送的GPS数据并比对后传输至电子海图平台4 ;所述电子海图平台4将接收到的数据和视频进行处理后与电子海图叠加显示。本实用新型实施例I中数据采集终端2采用GPS终端。所述雷达传感器I包括雷达天线和雷达收发信机，所述雷达收发信机通过雷达天线发射电磁波向覆盖水域上的目标进行照射，所述雷达天线接收其返回的电磁波并传输至雷达收发信机，所述雷达收发信机将返回的电磁波转换为雷达模拟信号发送至数据处理模块3。所述数据处理模块3包括雷达信号数字化处理器31、雷达数据录取跟踪服务器32 和多源数据融合服务器33，所述雷达信号数字化处理器31接收雷达传感器I传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频并滤除噪声后分别传输至电子海图显示平台4和雷达数据录取跟踪服务器32 ；所述雷达数据录取跟踪服务器32接收雷达信号数字化处理器31发送的雷达数字视频并进行计算分析，提取出目标点迹并自动建立目标跟踪，进一步将点�：透傩畔⒋渲炼嘣词萑诤戏衿�33 ；所述多源数据融合服务器33接收雷达数据录取跟踪服务器32输出的点�：透傩畔ⅲ苯邮帐莶杉斩�2发送的GPS数据，并为每条点�：透傩畔⑻砑佑隚PS数据时间同步的时间戳，并将至少一组点�：透傩畔⒅浜偷慵：透傩畔⒂隚PS数据进行至少一次对比融合并发送至电子海图平台4。所述多源数据融合服务器33将至少一组点�：透傩畔⒅浜偷慵：透傩畔⒂隚PS数据进行至少一次对比，至少一次对比结果在运动模型和GPS时间戳位置差小于O. I 海里，航速差小于O. 5节/秒，加速度差小于3节/秒2、航向差小于20度、转向速度小于10度/秒、时间差小于3秒时，将至少一组点�：透傩畔⒂隚PS数据融合并发送至电子海图平台4。所述雷达信号数字化处理器31包括依次连接的A/D转换器、抗混淆过滤器、低通滤波器和雷达视频带宽匹配器，所述A/D转换器将雷达传感器传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频，所述抗混淆过滤器、低通滤波器和雷达视频带宽匹配器过滤雷达数字视频的噪声和混淆干扰。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种岸基雷达监控系统，其特征在于，包括数据采集终端、至少一个雷达传感器、数据处理�？楹偷缱雍Ｍ枷允酒教ǎ� 所述数据采集终端将接收的数据处理后发送至数据处理�？椋� 所述至少一个雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波，并将接收到的电磁波处理为模拟信号传输至数据处理�？椋� 所述数据处理�？榻辽僖桓隼状锎衅鞔涞哪Ｄ庑藕糯砦质悠岛湍勘旮偈莶⒈榷院蟠渲恋缱雍Ｍ计教ǎ� 所述电子海图平台将接收到的数据和视频进行处理后与电子海图叠加显示。
2.根据权利要求I所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述数据采集终端为AIS终端或GPS终端，所述AIS终端发送包含GPS数据的AIS数据至数据处理�？椋凰鯣PS终端发送GPS数据至数据处理�？�。
3.根据权利要求I所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述雷达传感器包括雷达天线和雷达收发信机，所述雷达收发信机通过雷达天线发射电磁波向覆盖水域上的目标进行照射，所述雷达天线接收其返回的电磁波并传输至雷达收发信机，所述雷达收发信机将返回的电磁波转换为雷达模拟信号发送至数据处理模块。
4.根据权利要求I至3任一项所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述数据处理�？榘ɡ状镄藕攀只砥�、雷达数据录取跟踪服务器和多源数据融合服务器，所述雷达信号数字化处理器接收雷达传感器传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频并滤除噪声后分别传输至电子海图显示平台和雷达数据录取跟踪服务器； 所述雷达数据录取跟踪服务器接收雷达信号数字化处理器发送的雷达数字视频并进行计算分析，提取出目标点迹并自动建立目标跟踪，进一步将点迹和跟踪信息传输至多源数据融合服务器； 所述多源数据融合服务器接收雷达数据录取跟踪服务器输出的点�：透傩畔ⅲ苯邮帐莶杉斩朔⑺偷腉PS数据，并为每条点�：透傩畔⑻砑佑隚PS数据时间同步的时间戳，并将至少一组点�：透傩畔⒅浜偷慵：透傩畔⒂隚PS数据进行至少一次对比融合并发送至电子海图平台。
5.根据权利要求4所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述多源数据融合服务器将至少一组点�：透傩畔⒅浜偷慵：透傩畔⒂隚PS数据进行至少一次对比，至少一次对比结果在运动模型和GPS时间戳都相近时，将至少一组点�：透傩畔⒂隚PS数据融合并发送至电子海图平台。
6.根据权利要求5所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述相近指位置差小于0.I海里，航速差小于0. 5节/秒，加速度差小于3节/秒2、航向差小于20度、转向速度差小于10度/秒、时间差小于3秒。
7.根据权利要求4所述的岸基雷达监控系统，其特征在于，所述雷达信号数字化处理器包括依次连接的A/D转换器、抗混淆过滤器、低通滤波器和雷达视频带宽匹配器，所述A/D转换器将雷达传感器传输的雷达模拟信号转换为雷达数字视频，所述抗混淆过滤器、低通滤波器和雷达视频带宽匹配器过滤雷达数字视频的噪声和混淆干扰。
专利摘要本实用新型涉及一种岸基雷达监控系统，包括数据采集终端、至少一个雷达传感器、数据处理�？楹偷缱雍Ｍ枷允酒教ǎ凰鍪莶杉斩私邮盏氖荽砗蠓⑺椭潦荽砟？椋凰鲋辽僖桓隼状锎衅鞣⑸涞绱挪ǘ愿哺撬蛏系哪勘杲姓丈洳⒔邮掌浠夭ú⒋砦Ｄ庑藕糯渲潦荽砟？椋凰鍪荽砟？榻辽僖桓隼状锎衅鞔涞哪Ｄ庑藕糯砦质悠岛湍勘旮偈莶⒈榷院蟠渲恋缱雍Ｍ计教ǎ凰龅缱雍Ｍ计教ń邮盏降氖莺褪悠到写砗笥氲缱雍Ｍ忌系酉允尽１臼涤眯滦吞砑恿寺顺肷允荆⒒诘缱雍Ｍ贾惫鄣南允敬氨晔叮顾虼昂叫凶纯鲆荒苛巳唬ü悄芎涂萍际侄斡行岣呒喙苋嗽钡墓ぷ餍�。
文档编号G01S19/42GK202471960SQ20112055091
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者杨光伟, 梁靖锋, 蒋亚群, 黄天明 申请人:北京视酷伟业科技有限公司
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