面向海用雷达标校的岸台ais设备精度分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及海用雷达误差标校领域中的岸台AIS设备精度分析研究方向，是利用 岸台AIS设备接收的实时数据开展海用雷达误差标校的前提，适用于岸基与舰载平台条件 下的导航、捜索、警戒、目标指示等海面目标探测雷达的误差标校。
【背景技术】
[0002] AIS，即自动识别系统，是为了协助船舶交通管理系统而使用的一种通信应答设 备，集成了GI^S定位信息、甚高频通信机、显示器等多设备于一体，作为一种船舶自动报位 通信设施，能够采用自组织时分多址接入方式自动广播和接收船舶动态、静态和与航行相 关的数据。由于AIS的信息丰富、GI^S定位精度和全天候等特点，在航海领域获得了广泛的 应用。国际海事组织强制要求2000年7月W后建造的船舶必须安装AIS应答器。随着AIS 的广泛应用，有研究者提出利用岸台AIS设备接收并解析出的海上船舶GI^S定位数据，作为 海用雷达标校时的真值位置，并直接将利用AIS的雷达标校方法认定为是一种GI^S标校方 法。在从海上选择雷达标校用的船舶目标时，一般不关注船舶AIS的定位精度、甚高频通信 延迟、岸台AIS设备接收时是否经过基站转发等。若出现船舶AIS的定位精度较差，或者岸 台AIS设备接收时经过其它基站转发等问题，将导致雷达标校用的船舶目标真值存在较大 误差，从而使得雷达标校后仍存在较大误差。因此，需要对岸台AIS设备接收数据的有效性 W及反映出的目标位置的精度进行分析与验证。目前，未见面向海用雷达标校的岸台AIS 设备精度分析方向的研究报道。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种可W应用于海用雷达误差标校的岸台AIS设备精度 分析方法。该方法W高精度GI^S接收数据作为真值，W匀速直线运动船只作为观察目标， 对比算得岸台AIS设备接收数据的时间精度；W静止船只作为观察目标，对比算得岸台AIS 设备接收数据的位置精度，在此基础上，结合海用雷达架设地点经绅度值，在WGS84坐标系 下，计算由时间精度和位置精度分别得到最大可能方位误差与最大可能距离误差，最后将 得到的方位误差和距离误差分别与由雷达设计精度得到的口限值进行比较，判决岸台AIS 设备精度是否满足海用雷达误差标校要求。该方法可利用海面运动与静止船只作为目标进 行分析，数据获取便捷且数据量充足，精度估计稳定，因而本发明专利可W对岸台AIS设备 是否满足海用雷达标校要求做出准确评估。
[0004] 本发明所述的面向海用雷达标校的岸台AIS设备精度分析方法，包括W下步骤： W高精度GI^S接收的数据作为真值，首先W匀速直线运动目标作为观察目标，对比算得岸 台AIS设备接收数据的时间精度，然后W静止目标作为观察目标，对比算得岸台AIS设备接 收数据的位置精度，在此基础上，结合海用雷达架设地点经绅度值，在WGS84坐标系下，计 算由时间精度和位置精度分别得到最大可能方位误差与最大可能距离误差，最后将得到的 方位误差和距离误差分别与由雷达设计精度得到的口限值进行比较，若方位误差和距离误 差均小于对应的口限，则认为岸台AIS设备精度满足海用雷达标校要求。
[0005] 本发明相比【背景技术】具有如下的优点：
[0006] (1)该分析方法所需实测数据获取便捷，且容易获得充足的数据量；
[0007] (2)该分析方法可W得到稳定的岸台AIS设备估计精度；
[0008] (3)该分析方法的误差口限形成方式可针对不同类型海用雷达进行适时调整；
[0009] (4)该分析方法采用不同运动状态的目标计算距离与方位误差，结果可信度高。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的实施流程图，其中，1、2为启动装置；3~16、18、20为计算装置； 17、19为比较器；21为显示装置。
【具体实施方式】
[0011] W下结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。参照说明书附图，本发明的具 体实施方式分W下几个步骤：
[0012] (1)W安装A类船载AIS设备和高精度GI^S设备的船只P作为目标，其中，高精度 GI^S设备位置测量误差小于0. 6米，数据更新率大于等于20赫兹，运动状态指示装置记录P 船的当前运动状态，若P船在海面做匀速直线运动，则运动状态指示装置输出结果为1，若P 船在海面静止，则运动状态指示装置输出结果为0。
[0013] (2)启动装置1和启动装置2均接收运动状态指示装置的输出结果，若接收到运动 状态指示装置的输出结果为1，则启动装置1向计算装置3和计算装置4发出执行指令，启 动装置2发出禁止执行指令；若接收到运动状态指示装置的输出结果为0,则启动装置2向 计算装置5和计算装置6发出执行指令，启动装置1发出禁止执行指令。
[0014] (3)计算装置3在接收到装置1的执行指令后，开始接收岸台AIS设备接收的消 息，并对其进行解析，若岸台AIS设备接收的消息同时满足如下4条特征：①消息识别码值 为消息1的标识符；②转发指示符值为0 ;⑨用户识别码值为P船识别码；④船位精确度值 为1，则判断该消息为有效消息。
[0015] (4)计算装置4在接收到装置1的执行指令后，开始接收船载AIS设备接收数据， 并对其进行解析，得到P船经绅度（a1，0 1)和对应时间ti。
[0016] (5)计算装置7接收计算装置3输出的岸台AIS设备有效消息，解析得到P船经 绅度（a2, 0 2)和对应时间*2,须保证满足a1=a2且0 1= 0 2的数据点数不低于1000 点。
[0017] (6)计算装置10接收计算装置4和计算装置7输出结果，计算所有满足a1=a2 且01=e2的数据点对应时间的时间差At,At采用如下公式计算
[0018] At=t2_ti
[0019] 其中，A 的单位均为秒，At〉0则表明岸台AIS设备接收到P船位置信息 滞后；At= 0则表明岸台AIS设备接收到P船位置信息无延时；At<0则表明岸台AIS设 备接收到P船位置信息超前，并统计计算At绝对值的最大值。
[0020] (7)计算装置12接收计算装置10的输出结果，在WGS84坐标系下，利用海用雷 达架设地的经绅度值，计算由岸台AIS设备时间精度引起的最大可能距离向误差Art;计 算装置13接收计算装置10的输出结果，在WGS84坐标系下，利用海用雷达架设地的经绅 度值，根据=角函数关系计算由岸台AIS设备时间精度引起的最大可能方位向误差A?t， Aft和A0t计算公式如下
[0021]
[002引其中，V表示P船运动速度，R表示海用雷达架设地点与P船真实位置间的距离。
[0023] (8)计算装置16根据待标校雷达设计距离精度计算距离向误差口限Tf，其中，Tf 为待标校雷达设计距离精度的1/5 ;计算装置18根据待标校雷达设计方位精度计算方位向 误差口限T0，其中，T0为待标校雷达设计方位精度的1/5。
[0024] (9)比较器17将计算装置12的输出结果Art与计算装置16的输出结果Tt比较， 若Art<T,，则比较器17输出结果为1 ;若Art>T,，则比较器17输出结果为0。
[0025] (10)比较器19将计算装置13的输出结果A0,与计算装置18的输出结果T0比 较，若A0t<T0，则比较器19输出结果为1 ;若A0t>T0，则比较器19输出结果为0。
[0026] (11)计算装置20接收比较器17和比较器19的输出结果，进行求和运算，并存储 计算结果，其中计算装置20的初始化值为0。
[0027] (12)计算装置5接收到启动装置2的执行指令后，开始接收船载AIS设备接收数 据，并对其进行解析，得到P船经绅度（aA，0A)，计算装置5获取的P船位置点数须大于 1000 点。
[0028] (13)计算装置6接收到启动装置2的执行指令后，开始接收高精度GI^S设备接收 数据，并对其进行解析，得到P船经绅度（a。，0。)，计算装置6获取的P船位置点数须大于 1000 点。
[0029] (14)计算装置8接收计算装置5的输出结果，计算所有0A)点的均值 (m"A，mpA)和标准差（0。4,0PA)，并