一种用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通讯技术领域，关于一种雷达报警系统，尤其是关于一种用于海洋渔 业船舶的主动防碰撞雷达报警系统。
【背景技术】
[0002] 船用雷达是一种传统的无线电导航设备，在船舶近海定位、引导船舶进、出港，窄 航道航行以及在避碰中发挥作用。现有船舶防碰撞系统主要包括一般船载雷达、相控阵雷 达(APAR)、自动雷达标绘仪(ARPA)、船舶自动识别系统(AIS)和渔船监控系统。1、一般船 载雷达：雷达具有全天候自动发现目标的特点，且具有不受雾、云和雨阻挡的穿透能力，应 用在航海方面主要是发挥了"眼睛"的作用，雷达"看"到目标后，能显示目标的距离和方位 等信息，为船舶提供导航和防碰撞的参考依据。但一般船载雷达不能准确分辨危险目标，不 具备主动防碰撞功能。2、APAR雷达：一种相控阵雷达，工作方式有别于机械扫描雷达，它通 过电子技术控制雷达的波束指向快速变化来实现扫描。其功能特点是可同时自动发现、跟 踪250个以上目标，具备主动防碰撞的功能。APAR雷达是重要的军事雷达，尚未实现民用。 3、ARPA雷达：一种自动雷达标绘仪，装备这种标绘仪的雷达通常称作"避碰雷达"，能人工 或自动发现目标，发现后能自动跟踪并显示目标的航向和航速。其功能特点是：可人工选定 20个以上跟踪目标，通过设定双方最近会遇距离（CPA)和到达最近会遇距离的时间（TCPA) 允许界限，当跟踪目标的会遇距离或时间小于设定的界限时，会自动报警提醒本船驾驶人 员采取避让措施。其选定跟踪目标的方位、距离、航向、航速、最近会遇距离和到达最近会 遇距离的时间等各种信息均显示在雷达屏幕上。ARPA雷达具备主动式防碰撞的功能，但对 操作人员的要求较高，与现阶段渔船船员的文化水平不适应，且ARPA雷达价格昂贵，多数 渔民目前难以承受。4、AlS-A系统：一种新型的助航设备，由AlS-A船台、AlS基站、AlS岸 台和VHF、GPS网络等组成。其功能特点是：安装AIS-A船台的船舶能自动、定时将本船的精 确动态信息和静态信息发送给基站、岸台和安装AIS-A船台的船舶；对进入设定的双方最 近会遇距离（CPA)区域内安装AIS-A船台的所有船舶都会发出报警；能发送SOS信息；能在 AIS岸台回放所有安装AIS-A船台船舶的航迹，为事故处理提供参考依据。AIS-A船台不具 备准确分辨危险目标的功能，易误报警，对未安装AIS船台的船舶不具备发现和跟踪能力， 操作要求高，设备价格较高。5、AIS-B船台：是针对渔船研发的、简化功能的AIS-A船台，增 加了距离报警功能：对驶入距本船3海里范围内的安装AIS船台的所有船舶实施报警，并在 屏幕上闪烁这些目标，对本船在航行中而对方处于锚泊状态的船舶不报警；其余功能、缺陷 基本与AIS-A船台相似，但设备价格合理。6、渔船监控系统：是运用电信、移动、CDMA、北斗 星卫星等通信系统，由监控终端、基站、岸台和VHF、GPS网络等组成，实现渔船与岸台的信 息交换。其功能特点是；能使管理部门全面掌握渔船分布的动态、监控渔船安全生产；能发 送和接收安全生产相关信息；能在处理渔事纠纷、渔船发生事故后有效施救和提供事故参 考证据等方面发挥事中、事后作用。渔船监控系统基本不具备防碰撞功能。综上所述，如图 1中的表格所示，?表示符合Λ表示有条件符合X表示不符合，虽然关于渔业船舶安全的 产品很多，各有各的优势和特点，但都不是渔业船舶真正的主动防碰撞设备，都是比较被动 的预防，这对于航行来说都无法自行的彻底消除相应的隐患。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述问题，提供一种通过雷达能够主动收集，读取航行过程 中附近船只与己方船只航行的相关数据的报警系统。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于海洋渔业船舶的主动防 碰撞雷达报警系统，其特征在于，包括下列模块：
[0005] 电源模块；为报警系统提供工作电源；将不稳定的船电进行稳压、滤波、交直流转 换；
[0006] 与主雷达的接口模块；配不同型号雷达接口；将雷达的扫描信号导入到报警系 统；
[0007] 模/数变换模块；非数字雷达的扫描信号为模拟信号，通过此模块转换后，以提高 报警系统报警的准确性，减少误报警及便于识别目标，同时提高抗干扰性；
[0008] 数据处理与方程解算模块；与雷达数据采集模块连接，系统进行目标识别、危险目 标的筛选、抗干扰、目标未来航向解算、报警信号的发出、危险等级的判断和取消等所有的 功能均由此模块进行，是系统的核心；
[0009] 电子罗盘模块；为系统提供独立的方为基准，保证系统能够独立准确判断本船及 他船的相对位置和未来航迹方向；
[0010] 数据与图形显示模块；将系统内部运算出的结果，包括本船和他船在设定量程内 的距离、方位、未来航迹的位置信息；危险目标船的位置、方向、预计碰撞时间和航迹等信息 通过图形、符号及表格数据的形式显现在显示器上，以便操舵人员直观准确的判明当前形 势，并采取相应的避碰措施；
[0011] 报警器驱动模块；将系统即时处理信号与系统设定的危险报警参数值进行实时比 对，当即时信号值达到危险报警参数值时，触发报警，当危险条件消失，即时解除报警。
[0012] 在上述的用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统中，所述的数据与图形显 示模块连接有数据与图形显示器；报警器驱动模块连接有声/光报警器。
[0013] 在上述的用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统中，所述的数据处理与方 程解算模块能够实现滤除静止地物目标算法和最大运动概率目标身份分配算法，以及海杂 波背景下的目标筛选算法。
[0014] 在上述的用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统中，所述的数据处理与方 程解算模块和电子罗盘模块能够实现船舶自身摇摆、旋转、航速不均等的补偿算法
[0015] 在上述的用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统中，所述的数据处理与方 程解算模块还能够实现船体大小的补偿算法。
[0016] 在上述的用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统中，所述的数据处理与方 程解算模块和电子罗盘模块还能够实现雷达测距、测向精度的补偿算法。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过该系统能够实现主动计算相关数据，从 而便于船只避开有安全隐患的行驶航线，主动避免船只、岛块或漂浮物的撞击，具备主动式 防碰撞功能；通过系统的显示仪能够将报警分等级，准确度高。另外，它还具备以下特点； 1)连续自动跟踪目标不少于30个；2)识别危险目标并自动评估、判断其危险程度；3)对危 险目标按三个危险等级及时启动相应的报警；4)以图形和数据形式直观显示危险目标的方 位、距离等信息；5)对非危险目标不误报警，对危险目标不漏报警，误警率低于10%。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1为现有产品实际功能评价表；
[0020] 图2目标船的相对运动模型图；
[0021] 图3危险等级区域划分；
[0022] 图4坐标的旋转考虑和雷达测量与计算关系图；
[0023] 图5分析船舶碰撞的实际模型； 图6本系统的模块结构图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 如图6所示，一种用于海洋渔业船舶的主动防碰撞雷达报警系统，其特征在于，包 括下列模块：
[0026] 电源模块1 ;为报警系统提供工作电源；将不稳定的船电进行稳压、滤波、交直流 转换；
[0027] 与主雷达的接口模块2 ;配不同型号雷达接口；将雷达的扫描信号导入到报警系 统；
[0028] 模/数变换模块3 ;非数字雷达的扫描信号为模拟信号，通过此模块转换后，以提 高报警系统报警的准确性，减少误报警及便于识别目标，同时提高抗干扰性；
[0029] 数据处理与方程解算模块4 ;与雷达数据采集模块连接10,系统进行目标识别、危 险目标的筛选、抗干扰、目标未来航向解算、报警信号的发出、危险等级的判断和取消等所 有的功能均由此模块进行，是系统的核心；它能够实现滤除静止地物目标算法和最大运动 概率目标身份分配算法，以及海杂波背景下的目标筛选算法；以及船体大小的补偿算法；
[0030] 电子罗盘模块5 ;为系统提供独立的方为基准，保证系统能够独立准确判断本船 及他船的相对位置和未来航迹方向；通过与数据处理与方程解算模块的结合能够实现船舶 自身摇摆、旋转、航速不均等的补偿算法；以及雷达测距、测向精度的补偿算法。
[0031] 数据与图形显示模块6;将系统内部运算出的结果，包括本船和他船在设定量程 内的距离、方位、未来航迹的位置信息；危险目标船的位置、方向、预计碰撞时间和航迹等信 息通过图形、符号及表格数据的形式显现在显示器上，以便操舵人员直观准确的判明当前 形势，并采取相应的避碰措施；
[0032] 报警器驱动模块7 ;将系统即时处理信号与系统设定的危险报警参数值进行实时 比对，当即时