一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法技术

本发明专利技术属于雷达数据处理技术领域，公开了一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，包括以下步骤：获取卫星下传的AIS数据，进行AIS数据处理；构建AIS数据库，存储已处理的AIS数据；基于构建的AIS数据库，主动雷达数据与AIS数据进行融合。本发明专利技术以AIS数据库的数据查找与搜索为基础，利用数据库查询的便捷性，提升AIS数据处理与检索效率，从而进行主动雷达数据和AIS数据的快速融合，解决了以往需要重复多次处理大量AIS数据以及需要消耗大量计算机资源查找与雷达数据匹配的AIS数据的问题。机资源查找与雷达数据匹配的AIS数据的问题。机资源查找与雷达数据匹配的AIS数据的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法


[0001]本专利技术属于雷达数据处理
，特别涉及一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法。

技术介绍

[0002]雷达和AIS为船舶安全航行提供了信息保障，雷达是通过对目标回波信号进行处理，获取目标的位置、速度等参量。AIS数据主要包括船舶的静态信息、动态信息和航行相关信息，AIS主要是作为一种避碰助航设备，发送本船的信息，特别是避碰意图信息，其主要功能是将本船的船名、呼号、MMSI、位置、运动参数以及与航行安全有关的重要数据发送给周围的船舶，同时，接收其他船舶的AIS信息。
[0003]但由于雷达和AIS自身的工作机理和环境的影响，在信息质量、信息可靠性等方面又存在着诸多的缺陷。例如，对于远距离目标，由于雷达方位分辨力的限制，可能导致相距较近的两个甚至多个目标无法有效分解，不能有效获取雷达数据，但AIS可以将这些远距离的相距较近的目标有效分辨开来，并获取他们的AIS航迹、长、重量、吃水量等信息，可以弥补雷达的缺陷。AIS通过接收来自其他AIS设备的信息得到目标船舶的静态信息和动态信息，在雷达盲区，利用AIS依旧可以有效的获得其他船的AIS信息，但是对一些未配备AIS设备的船舶，这时候无法获得该船的AIS航迹信息，雷达则可以弥补AIS的这一缺点，能够给出目标船的运动航迹信息。由此可见，雷达信息与AIS信息存在互补信息，将两者数据进行数据融合，可以有效增强信息可用性和可靠性。
[0004]公开号CN109683149A公开的通过雷达和AIS船舶融合算法计算出融合目标实现方法，采用雷达和AIS船舶两个类型目标的距离、方向、速度、经纬度数据，通过融合计算出设置的区域范围内的融合目标，通过后台把数据推送到客户端，实现雷达和AIS船舶融合目标的展示。该融合方法的缺陷为：融合目标需要满足连续一个时间段，采用普通直接处理方法在大量AIS数据中查找在一定时间段的数据，耗时过长，并且对不在连续时间段内的数据则进行了舍弃，在进行融合算法之后，原始信息出现了缺失。
[0005]大连海事大学刘社在《雷达和AIS目标航迹融合处理方法的研究》中，根据AIS和雷达目标跟踪信息的内容和特点，以及船舶实际航行环境和目标环境的特点，研究了一种简单的雷达与AIS航迹关联算法，有效的提高了雷达和AIS数据的使用效率。但对于大量的AIS数据，需要在大量AIS数据中查找与雷达数据相近的AIS数据，数据读取与查找受系统硬件环境资源的影响很大，严重影响数据融合速度。
[0006]术语解释：
[0007]AIS(Automatic Identification System)船舶自动识别系统
[0008]MMSI(Maritime Mobile Service Identity)水上移动通信业务标识码

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，以AIS数据库
的数据查找与搜索为基础，利用数据库查询的便捷性，提升AIS数据处理与检索效率，从而进行雷达数据和AIS数据的快速融合，解决现有技术中每次运行时，需要重复多次处理大量AIS数据以及需要消耗大量计算机资源查找与雷达数据匹配的AIS数据的问题。
[0010]本专利技术采取的技术方案是一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，包括以下步骤：
[0011]S1、获取卫星下传的AIS数据，进行AIS数据处理；
[0012]S2、构建AIS数据库，存储已处理的AIS数据信息；
[0013]S3、基于构建的AIS数据库，主动雷达数据与AIS数据进行融合。
[0014]进一步地，所述S1中，AIS数据处理包括：
[0015]⑴
格式解析；
[0016]⑵
时隙划分；
[0017]⑶
载频估计；
[0018]⑷
信号解调；
[0019]⑸
码序列校验；
[0020]⑹
信息解译。
[0021]进一步地，所述S2中，以AIS的userid为标签，建立对应的AIS船舶数据库表。
[0022]进一步地，所述S2中，在进行AIS数据库数据插入前，判断AIS数据中的userid信息，在AIS船舶数据库表中是否有相同userid。
[0023]进一步地，所述S2中，在进行AIS数据库数据插入时，对AIS数据进行排序，并对冗余数据进行预处理。
[0024]进一步地，所述S3中，基于AIS数据库，雷达数据与AIS数据进行融合包括：
[0025]⑴
程序运行参数解析；
[0026]⑵
读取主动雷达数据；
[0027]⑶
查找满足范围的AIS数据；
[0028]⑷
主动雷达数据目标检测与关联处理；
[0029]⑸
主动雷达与AIS目标融合；
[0030]⑹
融合结果输出xml格式。
[0031]进一步地，主动雷达数据目标检测与关联处理包括：
[0032]⑴
主动雷达原始数据处理；
[0033]⑵
主动雷达探测目标信息生成；
[0034]⑶
主动雷达目标关联及误差修正；
[0035]⑷
主动雷达探测目标信息编目。
[0036]进一步地，主动雷达与AIS目标融合包括：
[0037]⑴
目标数据预处理；
[0038]⑵
时空统一与插值处理；
[0039]⑶
误差分析关联；
[0040]⑷
特征匹配关联筛选。
[0041]本专利技术的有益效果在于：
[0042]⑴
建立AIS船舶数据的数据库，提高船舶数据的使用效率；
[0043]⑵
前期将AIS数据进行入库处理，便于后续的数据归类处理，避免AIS数据重复读取与解析；
[0044]⑶
实际处理中，处理大量AIS数据，并进行搜索需要消耗大量的计算机资源，通过AIS数据库进行数据筛选的方式，有效的提升了检索速度；
[0045]⑷
合理化的雷达数据与AIS数据融合算法，将雷达数据与AIS数据进行信息互补。
附图说明
[0046]图1为本专利技术AIS数据处理组成图；
[0047]图2为本专利技术AIS数据处理流程图；
[0048]图3为本专利技术主动雷达数据与AIS数据融合流程图；
[0049]图4为本专利技术主动雷达目标检测与关联处理组成图；
[0050]图5为本专利技术主动雷达目标检测与关联处理流程图；
[0051]图6为本专利技术主动雷达与AIS目标融合组成图；
[0052]图7为本专利技术主动雷达与AIS目标融合流程图。
具体实施方式
[0053]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，下面将结合附图对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取卫星下传的AIS数据，进行AIS数据处理；S2、构建AIS数据库，存储已处理的AIS数据信息；S3、基于构建的AIS数据库，主动雷达数据与AIS数据进行融合。2.根据权利要求1所述的主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，其特征在于，所述S1中，AIS数据处理包括：
⑴
格式解析；
⑵
时隙划分；
⑶
载频估计；
⑷
信号解调；
⑸
码序列校验；
⑹
信息解译。3.根据权利要求1所述的主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，其特征在于，所述S2中，以AIS的userid为标签，建立对应的AIS船舶数据库表。4.根据权利要求1所述的主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，其特征在于，所述S2中，在进行AIS数据库数据插入前，判断AIS数据中的userid信息，在AIS船舶数据库表中是否有相同userid。5.根据权利要求1所述的主动雷达数据与AIS数据快速融合的方法，其特征在于，所述S2中，在进行AIS数据库数据插入时，对AIS数据进行排序，并对冗余数据进行预处理。...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴晓刚，杨笑天，王梁，谭金林，李伟，萧明伟，
申请(专利权)人：陕西航天技术应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：