VTS中雷达和AIS的技术应用与进展解析ppt课件.ppt

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人VTSVTS中雷达和中雷达和AISAIS的技的技术应用与进展术应用与进展烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人思考测验题思考测验题1.雷达在VTS中的主要作用是什么？雷达的主要性能指标有哪些？2.比较AIS与雷达在VTS中应用的类似之处3.总结AIS和雷达在VTS的应用中各自具有的特点4.*对综合应用雷达和AIS的建议或设想烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 0 VTS0 VTS的系统结构的系统结构 1 1 雷达技术雷达技术 2 2 雷达数据处理雷达数据处理 3 AIS3 AIS技术技术烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 VTSVTS的系统结构的系统结构 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人VTS系统系统 由前端站点、 VTS中心和连接它们的信息传输与网络子系统组成。

n n前端站点前端站点 有数据采集和通信设备（雷达、VHF、AIS、CCTV、水文气象等） n nVTS中心中心 有数据处理和操作显示设备（雷达数据综合处理、管理信息处理、交通显示与控制 、多媒体数据记录等 ）烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人n nAIS和雷达的应用类似之处和雷达的应用类似之处 能采集船舶交通信息 能对目标进行跟踪 所采集信息均由多传感器数据综合处理器处理并在交通显示器上显示 所采集信息均由多媒体数据记录器记录 所采集信息均引入管理信息处理服务器n nAIS和雷达在数据种类、精度、目标跟踪机和雷达在数据种类、精度、目标跟踪机理等方面有不同特点理等方面有不同特点 充分发挥各自特点并相互弥补，对充分发挥各自特点并相互弥补，对 VTS的的功能扩展和管理水平提高有很大意义功能扩展和管理水平提高有很大意义 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 1 1 雷达技术雷达技术 1 .1 1 .1 雷达在雷达在VTSVTS中的作用中的作用1.2 1.2 雷达作用距离雷达作用距离1.3 VTS1.3 VTS雷达天线雷达天线1.4 1.4 频率分集雷达的应用频率分集雷达的应用 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1 .1 1 .1 雷达在雷达在VTSVTS中的作用中的作用 1.1.11.1.1雷达的用途和基本功能雷达的用途和基本功能 1.1.21.1.2雷达的组成雷达的组成 1.1.31.1.3雷达的主要使用性能雷达的主要使用性能 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 1.1.1 1.1.1雷达的用途和基本功能雷达的用途和基本功能n n主要用途主要用途 交通监视及船舶实时动态数据收集。

交通监视及船舶实时动态数据收集n n基本功能基本功能探测探测探测探测：发现进港船舶并预计到港时间；发现交通事：发现进港船舶并预计到港时间；发现交通事 故的潜在危险及锚泊船舶走锚等故的潜在危险及锚泊船舶走锚等定位定位定位定位：测定船舶的地理位置及相对位置测定船舶的地理位置及相对位置显示显示显示显示：显示水域内交通状况显示水域内交通状况信息源信息源信息源信息源：向雷达数据处理子系统提供信息，使之能：向雷达数据处理子系统提供信息，使之能 对目标信号进行检测、跟踪和参数计算对目标信号进行检测、跟踪和参数计算 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人n n基本特点基本特点 （1）能观察覆盖范围内全景图像）能观察覆盖范围内全景图像 （2）能获取目标的动态数据）能获取目标的动态数据 距离和方位数据直接获取，精度较高； 航度和航（迹）向数据是由距离、方位数据计算的平均值； 目标的大小、艏向等数据估算误差较大； 不能识别目标和获取目标的静态信息； （3）监测性能受海浪雨雪等杂波干扰）监测性能受海浪雨雪等杂波干扰较大烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.1.21.1.2雷达的组成雷达的组成烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人n n发射机发射机：工作频率f0 0和波段0 0、输出脉冲功率PT T、脉冲重复频率f、脉冲宽度等。

n n接收机接收机：工作频段与选择性、灵敏度Prmin、波形失真（与通带宽度有关）、动态范围、抗干扰性、稳定性等n n天线天线：增益GA A、水平波束宽度、垂直波束宽度、旁瓣电平、极化、转速等n n显示器显示器：显示雷达数化视频、处理视频（代表目标的各种字符、运动矢量线、航道线、危险符号等）和电子海图等；主要技术指标：显示量程、显示分辨率、显示对比度等烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.1.31.1.3雷达的主要使用性能雷达的主要使用性能n n探测范围（通视距离）探测范围（通视距离）探测范围（通视距离）探测范围（通视距离） 在实际地面上的水平直视距离在实际地面上的水平直视距离 n n最大作用距离最大作用距离最大作用距离最大作用距离 在平面上探测标准反射体能够达到的最大距离在平面上探测标准反射体能够达到的最大距离 n n测量精度测量精度测量精度测量精度 包括静态测量精度包括静态测量精度( (测距、测方位测距、测方位) )和动态测量精度和动态测量精度（测距、测方位、测航速、测航向）测距、测方位、测航速、测航向）。

n n分辨力分辨力分辨力分辨力 区分邻近目标的能力，包括距离分辨力和方位分区分邻近目标的能力，包括距离分辨力和方位分辨力 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 1.2 1.2 雷达作用距离雷达作用距离 1.2.1 1.2.1 雷达通视距离雷达通视距离 受地球曲率和大 气折射影响，由下式确定岸台雷达天线高度船舶等目标高度 通视距离与岸台雷达天线和目标的高度、通视距离与岸台雷达天线和目标的高度、气象条件等有关，与雷达性能无关气象条件等有关，与雷达性能无关 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.2.2 1.2.2 自由空间雷达最大作用距离自由空间雷达最大作用距离PT ：雷达发射功率GA ：雷达天线增益 ：雷达工作波长 Prmin ：接收机门限功率（灵敏度）T ：目标反射截面积 最大作用距离与发射功率、接收机门限功率（灵最大作用距离与发射功率、接收机门限功率（灵敏度）、天线增益、目标反射截面积等因素有关，是敏度）、天线增益、目标反射截面积等因素有关，是雷达系统整体性能（雷达威力）的体现。

雷达系统整体性能（雷达威力）的体现 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.2.3 1.2.3 传播条件对作用距离的影响传播条件对作用距离的影响 （1）受通视距离限定受通视距离限定 通视距离是雷达最大作用距离的极限值 （2）水面或地面对电磁波的反射水面或地面对电磁波的反射 目标处和雷达天线口径处的场强是直射波和水面反射波的叠加，场强可能增加，也可能减弱，因而影响雷达最大作用距离 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（3 3）电磁波在大气和波导中的衰减）电磁波在大气和波导中的衰减 a 波长波长与大气衰减关系与大气衰减关系 30cm时，电磁波在大气中损耗小； 10cm 时，电磁波在大气中衰减明显 n n 10cm雷达在大气中衰减及受雨雪海浪干扰比雷达在大气中衰减及受雨雪海浪干扰比3cm雷达小得多，雨雪天气使雷达小得多，雨雪天气使10cm雷达对减少雷达对减少雨雪干扰和观测较远距离目标会有较好效果雨雪干扰和观测较远距离目标会有较好效果。

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人b.最大作用距离与大气衰减关系最大作用距离与大气衰减关系存在大气衰减时的雷达最大作用距离存在大气衰减时的雷达最大作用距离 自由空间雷达最大作用距离自由空间雷达最大作用距离 电磁波在大气传播中每单位距离的功率电磁波在大气传播中每单位距离的功率 衰减，与雨、雾等气象状况有关衰减，与雨、雾等气象状况有关烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人c. 电磁波在波导中的损耗电磁波在波导中的损耗n n电磁波在波导中的损耗会减小雷达最 大作用距离，故天线到收发机的波导 不宜过长（一般在1015m以内） 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 1.2.4 1.2.4 反射信号和噪声的起伏特性的影响反射信号和噪声的起伏特性的影响起伏特性影响接收机输入端的信噪比，即影响 Prmin ， 因而影响最大作用距离起伏特性起伏特性：目标反射特性、雨雪海浪杂波干扰和接收机内部噪声都具有随机起伏特性。

影影 响响：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.2.5 增大最大作用距离途径增大最大作用距离途径（1） 增加发射功率增加发射功率 增加发射功率最大作用距离增加缓慢；增加发射功率最大作用距离增加缓慢；会使雷达设备复杂化，工作可靠性降低，耗会使雷达设备复杂化，工作可靠性降低，耗电增加，一般不采用此法（通常为电增加，一般不采用此法（通常为25kW） 目前发射机磁控管实际使用寿命可达目前发射机磁控管实际使用寿命可达900016000小时发射脉冲宽度最窄不小于小时发射脉冲宽度最窄不小于0.04s，一般为，一般为0.05s，使距离分辨力的进一，使距离分辨力的进一步提高受限步提高受限 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（2） 提高接收机灵敏度提高接收机灵敏度 提高接收机灵敏度对最大作用距离提高接收机灵敏度对最大作用距离的影响较微弱，但没有增加发射功率带的影响较微弱，但没有增加发射功率带来的问题，故接受机前端通过采用低躁来的问题，故接受机前端通过采用低躁声器件等技术，以尽量提高接收机灵敏声器件等技术，以尽量提高接收机灵敏度（前端躁声度（前端躁声3.5dB ）。

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人接收机框图接收机框图接收机框图接收机框图 n n低噪声射频放大器、前置中频放大器和镜频低噪声射频放大器、前置中频放大器和镜。