一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，包括以下步骤：构建AIS数据收发组群与雷达监测组群；分别基于所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群获取船舶经纬信息与船舶位置信息；基于卷积神经网络与所述船舶位置信息对超出所述AIS数据收发组群监测范围的船舶位置进行识别。本发明专利技术将AIS与超视距雷达技术相结合，通过“陆海空天”一体化的监测点设置显著提高了船舶监测定位的有效性，并通过神经网络的应用弥补了AIS的监测范围劣势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法


[0001]本专利技术属于船舶检测领域，特别是涉及一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法。

技术介绍

[0002]海事部门辖区中远海水域既是东海南北大通道重要枢纽，也是海上丝绸之路东海段的重要组成部分，海上货运贸易繁忙，水上环境及支撑保障情况复杂多变。随着我国进出口贸易的发展，海上船舶运输量的急速增长，中远海水域地理因素的复杂性与运输船舶种类的多样性对海上船舶监控监管带来了巨大的挑战。
[0003]目前对于船舶监控的主流技术手段包括沿海CDMA网络监控、卫星监控、海上探测雷达监控以及沿海AIS系统监控；应用CDMA网络的劣势在于船舶的监控范围依赖于CDMA的信号覆盖范围，在无CDMA信号的区域则无法实现船舶监控，卫星监控存在成本高昂，不适宜长期监控的问题，而海上探测雷达的探测距离往往受到海平面的限制。
[0004]卫星AIS系统通过低轨道的卫星接收船舶发送的AIS报文信息，利用卫星按预定轨道运行的规律和信息中继能力，将接收到的船舶AIS报文信息转发给相应的地面站，从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息，其不受海平面影响。系统运行时，若地面站就在当前卫星覆盖范围内，信息就被立即转发到地面站，否则文件将由卫星固态存储器保存，等待卫星飞临地面站上空时再被转发。因此卫星AIS具备全球海域监控的能力，但其属于非实时通信，即系统对船舶位置的覆盖不是一直持续的，因此，单一地应用上述技术无法妥善解决船舶监测的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，包括以下步骤：
[0007]构建AIS数据收发组群与雷达监测组群；
[0008]分别基于所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群获取船舶经纬信息与船舶位置信息；
[0009]基于卷积神经网络与所述船舶位置信息对超出所述AIS数据收发组群监测范围的船舶位置进行识别。
[0010]可选地，所述AIS数据收发组群包括船基AIS、空基AIS、岸基AIS、商用卫星AIS，构建AIS数据收发组群的过程包括：
[0011]分别对船舶、空巡飞机安装AIS监控设备，构建所述船基AIS、所述空基AIS；
[0012]分别对监测站、商用卫星安装AIS数据收发设备，构建所述岸基AIS以及所述商用卫星AIS；
[0013]基于所述船基AIS与所述空基AIS获取所述船舶经纬信息；
[0014]基于所述商用卫星AIS接收所述船舶经纬信息并向所述岸基AIS发送。
[0015]可选地，所述雷达监测组群包括船基雷达站、空基雷达站、岸基雷达站，构建所述雷达监测组群的过程包括：
[0016]分别对船舶、空巡飞机安装超视距雷达，构建所述船基雷达站以及所述空基雷达站；
[0017]采用多组所述超视距雷达组合，基于岛礁、海上灯塔平台构建所述岸基雷达站；
[0018]基于所述船基雷达站与所述空基雷达站获取所述船舶位置信息，并传输至所述岸基雷达站。
[0019]可选地，所述船舶经纬信息为船舶的经纬度信息，所述船舶位置信息为船舶与岸基雷达站的直线距离。
[0020]可选地，所述分别基于所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群获取船舶经纬信息与船舶位置信息的过程包括：
[0021]分别构建所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群的监测范围，获取AIS监测区域图与雷达监测区域图；
[0022]获取所述AIS监测区域图与所述雷达监测区域图的重合区域；
[0023]获取所述重合区域内的船舶经纬信息与船舶位置信息；
[0024]对所述重合区域内的船舶经纬信息与船舶位置信息进行融合识别。
[0025]可选地，分别构建所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群的监测范围的过程包括：
[0026]获取所述AIS数据收发组群中船基AIS与空基AIS的实时位置，基于AIS监控设备的监控范围以及所述船基AIS与空基AIS的实时位置获取所述AIS监测区域图；
[0027]获取所述雷达监测组群中船基雷达站与空基雷达站的实时位置，基于超视距雷达的覆盖范围以及所述船基雷达站与空基雷达站的实时位置获取所述雷达监测区域图。
[0028]可选地，对所述重合区域内的船舶经纬信息与船舶位置信息进行融合识别的过程包括：
[0029]基于所述船舶经纬信息获取船舶的经纬度坐标；
[0030]基于所述船舶位置信息获取船舶与岸基雷达站的直线距离；
[0031]基于所述经纬度坐标与所述直线距离获取所述重合区域内的船舶位置。
[0032]可选地，基于卷积神经网络与所述船舶位置信息对超出所述AIS数据收发组群监测范围的船舶位置进行识别的过程包括：
[0033]获取多组重合区域外的当前船舶位置信息；
[0034]基于多组所述重合区域外的当前船舶位置信息构建多组重合区域外的船舶分布图像；
[0035]基于所述多组重合区域外的船舶分布图像构建船舶运动曲线；
[0036]基于卷积神经网络构建船舶识别模型，将所述船舶运动曲线输入所述船舶识别模型进行识别，获取船舶的航行规律以及船舶最后处于重合区域内的船舶经纬信息，并基于所述航行规律以及船舶最后处于重合区域内的船舶经纬信息获取船舶的当前经纬信息；
[0037]基于所述当前经纬信息以及所述当前船舶位置信息获取重合区域外的船舶位置。
[0038]本专利技术的技术效果为：
[0039]本专利技术将AIS与超视距雷达技术相结合，通过“陆海空天”一体化的监测点设置显著提高了船舶监测定位的有效性，并通过神经网络的应用弥补了AIS的监测范围劣势。
附图说明
[0040]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0041]图1为本专利技术实施例中的基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法流程图。
具体实施方式
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0043]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0044]实施例一
[0045]本实施例中提供一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法的实施方案，具体内容如下：
[0046]船舶动态AIS信息获取能力不足
[0047]岸基AIS主要实现近海水域船舶动态监控，对30海里外至200海里的中远海水域缺乏船舶动态信息能力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，其特征在于，包括以下步骤：构建AIS数据收发组群与雷达监测组群；分别基于所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群获取船舶经纬信息与船舶位置信息；基于卷积神经网络与所述船舶位置信息对超出所述AIS数据收发组群监测范围的船舶位置进行识别。2.根据权利要求1所述的基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，其特征在于，所述AIS数据收发组群包括船基AIS、空基AIS、岸基AIS、商用卫星AIS，构建AIS数据收发组群的过程包括：分别对船舶、空巡飞机安装AIS监控设备，构建所述船基AIS、所述空基AIS；分别对监测站、商用卫星安装AIS数据收发设备，构建所述岸基AIS以及所述商用卫星AIS；基于所述船基AIS与所述空基AIS获取所述船舶经纬信息；基于所述商用卫星AIS接收所述船舶经纬信息并向所述岸基AIS发送。3.根据权利要求1所述的基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，其特征在于，所述雷达监测组群包括船基雷达站、空基雷达站、岸基雷达站，构建所述雷达监测组群的过程包括：分别对船舶、空巡飞机安装超视距雷达，构建所述船基雷达站以及所述空基雷达站；采用多组所述超视距雷达组合，基于岛礁、海上灯塔平台构建所述岸基雷达站；基于所述船基雷达站与所述空基雷达站获取所述船舶位置信息，并传输至所述岸基雷达站。4.根据权利要求1所述的基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，其特征在于，所述船舶经纬信息为船舶的经纬度信息，所述船舶位置信息为船舶与岸基雷达站的直线距离。5.根据权利要求1所述的基于超视距雷达与AIS的海上船舶监控方法，其特征在于，所述分别基于所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群获取船舶经纬信息与船舶位置信息的过程包括：分别构建所述AIS数据收发组群与所述雷达监测组群的监测范围，获取AIS监测区域图与雷达监测区域图...

【专利技术属性】
技术研发人员：于迅，彭士涛，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：