AIS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究孫文杰

AIS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究孫文杰

AIS與雷達(dá)都是船舶導(dǎo)航的關(guān)鍵設(shè)備，但有著各自的優(yōu)勢和不足，將兩者綜

合應(yīng)用具有重要意義。但AIS與雷達(dá)數(shù)據(jù)既有冗余又有互補(bǔ)，因此需要一定的

數(shù)據(jù)融合算法才能達(dá)到較好的應(yīng)用效果。文章從AIS和雷達(dá)在船舶導(dǎo)航的應(yīng)用

背景出發(fā)，介紹了雷達(dá)和AIS系統(tǒng)的基本工作原理，并詳細(xì)分析了其各自的優(yōu)

缺點(diǎn)，論述了兩種技術(shù)相結(jié)合的必要性。最后對AIS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行

了深入研究，給出了一個(gè)典型的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，為船舶航行安全提供了保障。

標(biāo)簽：雷達(dá)；AIS；數(shù)據(jù)融合；船舶導(dǎo)航

Abstract： Both AIS and radar are the key equipment of ship navigation， but

they have their own advantages and disadvantages， so it is of great significance to

apply them in a comprehensive way. However， AIS and radar data are redundant and

complementary， so a certain data fusion algorithm is needed to achieve good results.

Bad on the application background of AIS and radar in ship navigation， this paper

introduces the basic working principle of radar and AIS system， analyzes their

respective advantages and disadvantages in detail， and discuss the necessity of

combining the two technologies. Finally， the technology of data fusion between AIS

and radar is deeply studied， and a typical data fusion system is prented， which

provides a guarantee for the safety of ship navigation.

Keywords： radar； AIS； data fusion； ship navigation

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海運(yùn)和內(nèi)河航運(yùn)走進(jìn)了一個(gè)新的階段，船舶數(shù)量不斷增加，

港口和航道的船只密度越來越高，船舶碰撞事件時(shí)有發(fā)生。雷達(dá)的應(yīng)用在一定程

度上解決了船舶定位和碰撞問題，但雷達(dá)易受雨雪和海浪等因素的影響，而且在

圖像顯示和航跡預(yù)測方面還有很大的不足，因此未能完全滿足船舶航行安全的要

求。船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System， AIS）技術(shù)的產(chǎn)生很

大程度上彌補(bǔ)了雷達(dá)的缺陷，使船只信息交換更加準(zhǔn)確快捷。因此，在雷達(dá)系統(tǒng)

的基礎(chǔ)上加裝AIS系統(tǒng)，將兩者綜合起來形成一個(gè)新的系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用

前景。

2 雷達(dá)及AIS基本原理

2.1 雷達(dá)導(dǎo)航原理

雷達(dá)是通過電磁波的反射原理來對目標(biāo)位置進(jìn)行測量的。首先雷達(dá)天線會對

外發(fā)射射頻信號，若目標(biāo)存在，則會將部分信號反射回來，雷達(dá)天線接收到反射

信號后，根據(jù)其強(qiáng)度和角度等信息即可計(jì)算出目標(biāo)所在的位置。通過不停地發(fā)射

與接收，即可測量出目標(biāo)的運(yùn)動軌跡。雷達(dá)可以區(qū)分出固定的物體和運(yùn)動物體，