高频地波雷达与AIS船只目标航迹关联方法研究

【摘要】在众多海上监视手段中,高频地波雷达能够对监视区域内的合作与非合作目标进行超视距探测和跟踪,但其不能提供目标的身份信息；舰船自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem,AIS)能提供监视区域内合作目标的信息,为目标的类型和身份识别提供了便利,但AIS不能提供非合作目标的信息。二者各有优缺点,提供的信息具有互补性,将二者得到的船只目标探测结果进行航迹关联,一方面可以解决监视区间中的重复跟踪问题,提高跟踪效率,另一方面可以通过排除关联的合作目标重点关注没有身份信息的疑似非合作船只。本文通过地波雷达与AIS船只目标航迹关联分析；发展适用于地波雷达与AIS的船只目标航迹关联算法,实现合作目标和非合作目标的跟踪探测。论文主要在以下几个方面做了研究工作：1.在数据预处理方面,分析了地波雷达与AIS点迹与航迹数据的特点,并针对二者在时空上的非统一性开展了两种手段航迹的数据预处理。通过基于球体模型的坐标变换和径向投影变换,实现了坐标统一。采用分段线性插值和外推法对AIS航迹进行时间插值,实现了与地波雷达的时间对准。2.在航迹关联算法方面,提出了基于均值最近邻的地波雷达与AIS船只目标航迹关联方法,并对门限参数的选取做了分析。该方法采用径向速度、距离和方向的三维特征信息,用一段时间内的均值最近邻判据进行航迹关联判定,该航迹关联方法比传统的最近邻法能够减小误判率。针对航迹较多的复杂情况,提出了模糊双门限航迹关联方法,并对该方法中参数的选取做了分析。将模糊双门限方法与均值最近邻法做了比较,在航迹较复杂或有奇异值的情况下,模糊双门限的方法具有较强的鲁棒性。基于对航迹关联结果的误差统计,提出了地波雷达航迹修正方法,提高了地波雷达对非合作船只的跟踪精度。3.最后,在MATLAB环境下构建了地波雷达与AIS航迹关联软件系统；系统集成了均值最近邻和模糊双门限两种航迹关联算法和航迹修正方法,能够实现航迹关联和修正,可以突出显示非合作目标的原始及修正航迹。
【作者】刘根旺；
【导师】刘永信；张杰；
【作者基本信息】内蒙古大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】高频地波雷达；AIS；航迹关联；航迹修正；

【参考文献】
[1]王移芝,鲁凌云,周围.以计算思维为航标拓展计算机基础课程改革的新思路[J].中国大学教学,2012,06:39-41.
[2]曹娴.帕金森病患者经颅超声黑质强回声的临床特征及多因素分析[D].苏州大学,神经病学,2014,硕士.
[3]周欢,王坚强,王丹丹.基于Hurwicz的概率不确定的灰色随机多准则决策方法[J].控制与决策,2015,03:556-560.
[4]何时凤.中国市场反转现象研究[D].南京大学,会计学,2013,硕士.
[5]包莉娜.GNSS抗干扰天线的研究与实现[D].河北科技大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[6]刘一良.湖南区域经济差异分析及对策研究[D].湖南大学,政治经济学,2003,硕士.
[7]何正友,钱清泉.电力系统暂态信号分析中小波基的选择原则[J].电力系统自动化,2003,10:45-48+76.
[8]刘明杨.小说对话中语言模因的顺应性研究[D].湖南科技大学,外国语言文学,2013,硕士.
[9]马亚垒.民兵应急分队建设研究[D].湖南师范大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[10]马振平.黄芪叶化学成分及含量测定研究[D].黑龙江中医药大学,中药学,2014,硕士.
[11]王松.通钢冷轧酸洗计算机控制系统的设计与实现[D].东北大学,计算机技术,2011,硕士.
[12]于冉冉.FoxO1与TORC2基因对胰岛NIT-1细胞株的调控作用及两基因表达之间的相互关系研究[D].桂林医学院,病理学与病理生理学,2012,硕士.
[13]任万辉.广州地区稻田甲烷和氧化亚氮排放及模拟研究[D].南京气象学院,大气物理学与大气环境,2004,硕士.
[14]胡童.SynCAM1、SNAP-25及Synaptotagmin1在大鼠蛛网膜下腔出血后脑组织中的表达研究[D].苏州大学,神经外科,2013,硕士.
[15]林道光.相变材料蓄热特性的模拟研究[D].湖南科技大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[16]李思佳.清代中医妇科典籍整理及痛经病诊疗特色的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2013,硕士.
[17]王俊超.价格促销对不同产品涉入度的消费者品牌忠诚影响研究[D].武汉纺织大学,美学,2014,硕士.
[18]曲丽丽.窄带系聚合物APFO3的光物理特性的研究[D].吉林大学,光学,2014,硕士.
[19]周晓,朱仁烽,赵锋,方玖琳.基于人工蜂群算法的无线传感器网络路由协议[J].浙江工业大学学报,2014,05:577-580+585.
[20]郝育晨.政治排斥理论视角下的中国农民工政治参与问题探析[D].吉林大学,政治学理论,2014,硕士.
[21]肖瑶.辽宁省产学研合作模式和政策环境研究[D].沈阳理工大学,企业管理,2013,硕士.
[22]黄佳鑫.竞技体育伤害行为的刑法规制问题研究[D].河北师范大学,刑法学,2014,硕士.
[23]李欣.教学管理中存在的问题与对策[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[24]程功.刺球状羟基磷灰石颗粒对MC3T3-E1的细胞毒性研究[D].河北大学,有机化学,2014,硕士.
[25]郑江鑫.环境规制对进出口贸易的影响研究[D].宁波大学,国际贸易学,2012,硕士.
[26]屠源.芜湖市人民检察院民事行政检察工作调查报告（2008-2012年）[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[27]季恒星.用于化学电源的石墨烯复合材料[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第24分会：化学电源[C].中国化学会:,2014:1.
[28]杨江霞.陶行知生活教育理论在高中政治课教学中的运用研究[D].华中师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[29]郭晓明,贺益康,何奔腾.双馈异步风力发电机开关频率恒定的直接功率控制[J].电力系统自动化,2008,01:61-65.
[30]季文慧.科尔沁右翼前旗满族屯满族乡满族春节习俗探析[D].内蒙古师范大学,民俗学,2013,硕士.
[31]喻晓.应对突发公共事件的预警机制研究[D].大连理工大学,MPA（专业学位）,2013,硕士.
[32]孙洪涛.基于变采样周期的网络化系统控制与调度的协同设计[D].兰州理工大学,控制工程,2013,硕士.
[33]全亮.论范晔《后汉书》在南北朝的传播与影响[D].上海师范大学,中国古典文献学,2014,博士.
[34]王根岭.行人检测与跟踪中若干关键技术的研究[D].浙江理工大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[35]赵新全.基于DSP智能轮椅控制系统的研究与开发[D].重庆大学,机械电子工程,2014,硕士.
[36]梁冬玲.PPP模式建设项目隐性风险研究[D].东北林业大学,林区交通工程,2014,博士.
[37]田波.中国粮食安全的区域平衡与协调发展研究[D].华中农业大学,农业经济管理,2001,硕士.
[38]吴烨.投资者情绪与股票走势[D].上海交通大学,工商管理,2013,硕士.
[39]徐佳壹.我国上市公司销管费率的信息含量研究[D].吉林财经大学,会计学,2014,硕士.
[40]徐晓倩.绿原诗歌意象研究[D].西北师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[41]江涛.教育学的本土立场问题研究[D].东北师范大学,教育学原理,2012,硕士.
[42]陈友发.基于效率视角的扶贫开发问题研究[D].华南理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[43]于加晴.基于分解的设计过程重用方法研究[D].北京交通大学,2011.
[44]江曼.汉英人称社交指示语的对比研究[D].西安外国语大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[45]梁敏,张瑞霖,薛江红.美国LECO碳硫分析仪故障分析及检修[J].冶金自动化,2010,06:64-66.
[46]郝家春,占红武,龚振亮.基于FPGA的宽幅单PASS多喷头驱动研究[J].轻工机械,2014,02:16-19.
[47]薛禹胜,郝思鹏,刘俊勇,GerardLEDWICH.关于低频振荡分析方法的评述[J].电力系统自动化,2009,03:1-8.
[48]王晋.自然环境下苹果采摘机器人视觉系统的关键技术研究[D].燕山大学,机械电子工程,2014,硕士.
[49]雷小牛,邓铭江,李兰奇,李梅芝,杨桂玲,安景生.新疆克孜尔水库地震风险分析及防范研究[J].中国安全科学学报.2005(11)
[50]谢祎.激素性儿童股骨头缺血坏死动物模型的建立及病因初探[D].遵义医学院,小儿外科学,2012,硕士.