面向海用雷達標校的岸臺ais設備精度分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及海用雷達誤差標校領域中的岸臺AIS設備精度分析研究方向，是利用 岸臺AIS設備接收的實時數據開展海用雷達誤差標校的前提，適用于岸基與艦載平臺條件 下的導航、捜索、警戒、目標指示等海面目標探測雷達的誤差標校。
【背景技術】
[0002] AIS，即自動識別系統，是為了協助船舶交通管理系統而使用的一種通信應答設 備，集成了GI^S定位信息、甚高頻通信機、顯示器等多設備于一體，作為一種船舶自動報位 通信設施，能夠采用自組織時分多址接入方式自動廣播和接收船舶動態、靜態和與航行相 關的數據。由于AIS的信息豐富、GI^S定位精度和全天候等特點，在航海領域獲得了廣泛的 應用。國際海事組織強制要求2000年7月W后建造的船舶必須安裝AIS應答器。隨著AIS 的廣泛應用，有研究者提出利用岸臺AIS設備接收并解析出的海上船舶GI^S定位數據，作為 海用雷達標校時的真值位置，并直接將利用AIS的雷達標校方法認定為是一種GI^S標校方 法。在從海上選擇雷達標校用的船舶目標時，一般不關注船舶AIS的定位精度、甚高頻通信 延遲、岸臺AIS設備接收時是否經過基站轉發等。若出現船舶AIS的定位精度較差，或者岸 臺AIS設備接收時經過其它基站轉發等問題，將導致雷達標校用的船舶目標真值存在較大 誤差，從而使得雷達標校后仍存在較大誤差。因此，需要對岸臺AIS設備接收數據的有效性 W及反映出的目標位置的精度進行分析與驗證。目前，未見面向海用雷達標校的岸臺AIS 設備精度分析方向的研究報道。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種可W應用于海用雷達誤差標校的岸臺AIS設備精度 分析方法。該方法W高精度GI^S接收數據作為真值，W勻速直線運動船只作為觀察目標， 對比算得岸臺AIS設備接收數據的時間精度；W靜止船只作為觀察目標，對比算得岸臺AIS 設備接收數據的位置精度，在此基礎上，結合海用雷達架設地點經紳度值，在WGS84坐標系 下，計算由時間精度和位置精度分別得到最大可能方位誤差與最大可能距離誤差，最后將 得到的方位誤差和距離誤差分別與由雷達設計精度得到的口限值進行比較，判決岸臺AIS 設備精度是否滿足海用雷達誤差標校要求。該方法可利用海面運動與靜止船只作為目標進 行分析，數據獲取便捷且數據量充足，精度估計穩定，因而本發明專利可W對岸臺AIS設備 是否滿足海用雷達標校要求做出準確評估。
[0004] 本發明所述的面向海用雷達標校的岸臺AIS設備精度分析方法，包括W下步驟： W高精度GI^S接收的數據作為真值，首先W勻速直線運動目標作為觀察目標，對比算得岸 臺AIS設備接收數據的時間精度，然后W靜止目標作為觀察目標，對比算得岸臺AIS設備接 收數據的位置精度，在此基礎上，結合海用雷達架設地點經紳度值，在WGS84坐標系下，計 算由時間精度和位置精度分別得到最大可能方位誤差與最大可能距離誤差，最后將得到的 方位誤差和距離誤差分別與由雷達設計精度得到的口限值進行比較，若方位誤差和距離誤 差均小于對應的口限，則認為岸臺AIS設備精度滿足海用雷達標校要求。
[0005] 本發明相比【背景技術】具有如下的優點：
[0006] (1)該分析方法所需實測數據獲取便捷，且容易獲得充足的數據量；
[0007] (2)該分析方法可W得到穩定的岸臺AIS設備估計精度；
[0008] (3)該分析方法的誤差口限形成方式可針對不同類型海用雷達進行適時調整；
[0009] (4)該分析方法采用不同運動狀態的目標計算距離與方位誤差，結果可信度高。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明的實施流程圖，其中，1、2為啟動裝置；3~16、18、20為計算裝置； 17、19為比較器；21為顯示裝置。
【具體實施方式】
[0011] W下結合說明書附圖對本發明作進一步詳細描述。參照說明書附圖，本發明的具 體實施方式分W下幾個步驟：
[0012] (1)W安裝A類船載AIS設備和高精度GI^S設備的船只P作為目標，其中，高精度 GI^S設備位置測量誤差小于0. 6米，數據更新率大于等于20赫茲，運動狀態指示裝置記錄P 船的當前運動狀態，若P船在海面做勻速直線運動，則運動狀態指示裝置輸出結果為1，若P 船在海面靜止，則運動狀態指示裝置輸出結果為0。
[0013] (2)啟動裝置1和啟動裝置2均接收運動狀態指示裝置的輸出結果，若接收到運動 狀態指示裝置的輸出結果為1，則啟動裝置1向計算裝置3和計算裝置4發出執行指令，啟 動裝置2發出禁止執行指令；若接收到運動狀態指示裝置的輸出結果為0,則啟動裝置2向 計算裝置5和計算裝置6發出執行指令，啟動裝置1發出禁止執行指令。
[0014] (3)計算裝置3在接收到裝置1的執行指令后，開始接收岸臺AIS設備接收的消 息，并對其進行解析，若岸臺AIS設備接收的消息同時滿足如下4條特征：①消息識別碼值 為消息1的標識符；②轉發指示符值為0 ;⑨用戶識別碼值為P船識別碼；④船位精確度值 為1，則判斷該消息為有效消息。
[0015] (4)計算裝置4在接收到裝置1的執行指令后，開始接收船載AIS設備接收數據， 并對其進行解析，得到P船經紳度（a1，0 1)和對應時間ti。
[0016] (5)計算裝置7接收計算裝置3輸出的岸臺AIS設備有效消息，解析得到P船經 紳度（a2, 0 2)和對應時間*2,須保證滿足a1=a2且0 1= 0 2的數據點數不低于1000 點。
[0017] (6)計算裝置10接收計算裝置4和計算裝置7輸出結果，計算所有滿足a1=a2 且01=e2的數據點對應時間的時間差At,At采用如下公式計算
[0018] At=t2_ti
[0019] 其中，A 的單位均為秒，At〉0則表明岸臺AIS設備接收到P船位置信息 滯后；At= 0則表明岸臺AIS設備接收到P船位置信息無延時；At<0則表明岸臺AIS設 備接收到P船位置信息超前，并統計計算At絕對值的最大值。
[0020] (7)計算裝置12接收計算裝置10的輸出結果，在WGS84坐標系下，利用海用雷 達架設地的經紳度值，計算由岸臺AIS設備時間精度引起的最大可能距離向誤差Art;計 算裝置13接收計算裝置10的輸出結果，在WGS84坐標系下，利用海用雷達架設地的經紳 度值，根據=角函數關系計算由岸臺AIS設備時間精度引起的最大可能方位向誤差A?t， Aft和A0t計算公式如下
[0021]
[002引其中，V表示P船運動速度，R表示海用雷達架設地點與P船真實位置間的距離。
[0023] (8)計算裝置16根據待標校雷達設計距離精度計算距離向誤差口限Tf，其中，Tf 為待標校雷達設計距離精度的1/5 ;計算裝置18根據待標校雷達設計方位精度計算方位向 誤差口限T0，其中，T0為待標校雷達設計方位精度的1/5。
[0024] (9)比較器17將計算裝置12的輸出結果Art與計算裝置16的輸出結果Tt比較， 若Art<T,，則比較器17輸出結果為1 ;若Art>T,，則比較器17輸出結果為0。
[0025] (10)比較器19將計算裝置13的輸出結果A0,與計算裝置18的輸出結果T0比 較，若A0t<T0，則比較器19輸出結果為1 ;若A0t>T0，則比較器19輸出結果為0。
[0026] (11)計算裝置20接收比較器17和比較器19的輸出結果，進行求和運算，并存儲 計算結果，其中計算裝置20的初始化值為0。
[0027] (12)計算裝置5接收到啟動裝置2的執行指令后，開始接收船載AIS設備接收數 據，并對其進行解析，得到P船經紳度（aA，0A)，計算裝置5獲取的P船位置點數須大于 1000 點。
[0028] (13)計算裝置6接收到啟動裝置2的執行指令后，開始接收高精度GI^S設備接收 數據，并對其進行解析，得到P船經紳度（a。，0。)，計算裝置6獲取的P船位置點數須大于 1000 點。
[0029] (14)計算裝置8接收計算裝置5的輸出結果，計算所有0A)點的均值 (m"A，mpA)和標準差（0。4,0PA)，并