Constellation analysis of an integrated AIS/remote sensing spaceborne system for ship detection

A future system integrating data from remote sensing and upcoming AIS satellites is analyzed through the development of a novel design method for global, discontinuous coverage constellations. It is shown that 8 AIS satellites suffice to guarantee global coverage and a ship location update of 50 min if the spaceborne AIS receiver has a swath of 2800 nm. Furthermore, synergic utilization of COSMO/SkyMed and Radarsat-C data would provide a mean revisit time of 7 h, with AIS information available within 25 min from SAR data acquisition.     

双层结构模糊综合决策的AIS与雷达航迹关联

根据AIS 与雷达关联的一般原则, 首先对AIS 航迹和雷达航迹进行时空配 准,接着将配准后的航迹进行时间和距离上的初级关联判断,对满足初级关联但是又难 以判断的航迹进行高级关联判断。在高级关联判断阶段提出一种双层结构模糊综合决策 的航迹关联方法,仿真实验表明新方法在提高关联正确率和降低关联错误率方面有了明 显改善。     

一种新的星载自动识别系统检测概率计算方法

针对现有星载AIS检测概率计算方法没有考虑不同解调算法对检测结果影响的问题,提出了一种基于泊松分布船舶检测模型的星载AIS检测概率计算方法。该方法首先计算混叠信号功率差和频差的联合概率分布,以及算法的解调概率,进而将两者相结合得到表征算法能力的关键参数,代入AIS检测概率模型进行计算,可使得原有模型具有适应不同解调算法的能力。仿真表明该方法可有效应用于实际工程的评估,对星载AIS的系统设计有重要的参考价值。     

适用于信标光检测的非对称中值滤波改进算法

在进行星间激光通信时,光斑位置检测的准确性会直接影响捕获、跟踪、瞄准过程。然而由于其采集传输过程中受到干扰或自身器件响应的缺陷,导致出现模糊及噪声,因此在进行光斑定位前应当进行滤波预处理。经典3×3窗口的中值滤波算法对噪声的滤除效果较好,但处理时间过长,因此提出了基于3×4窗口的非对称快速中值滤波的算法。首先对经典方法两个相邻窗口处理时重复利用的6个中间像素值进行排序,再分别与窗口内最左列和最右列中值进行比较,所得中值替换掉原信号中心位置两个像素。经目视观察,两种滤波算法去噪效果相当。对于3×4窗口的改进中值滤波带来的后续光斑定位误差问题,可以通过统一标校进行弥补,误差在可接受范围内。通过程序仿真结果可得,改进的快速中值滤波算法缩短了响应时间。因此,非对称中值滤波改进算法增强了算法的实时性,更适合基于FPGA平台的设计与实现。     

星载AIS收发机的关键技术初探

研究了现有的VHF频段的船用自动识别系统在超小或微型卫星应用中的若干关键技术。阐述了大气层、降雨、多径失真、多普勒频移对星载AIS通信的影响,接收到的星载AIS信号的载噪比以及星上天线的设计等。研究结果表明,多普勒频移对于星载AIS通信的影响是最主要的,而大气和气侯情况对星载AIS通信的影响则较小。     

一种基于阴性选择算法的飞行数据异常值检测方法

研究了基于阴性选择算法的飞行数据异常值检测问题。针对传统的基于数据趋势进行数据异常值检测方法难以处理连续异常值的问题,提出通过提取待测参数的相关参数并在检测器编码中加入相关参数信息,使得阴性选择算法能够用于连续多个异常值的检测,算法不需要关于数据异常的任何先验知识。实验表明,采用改进编码后的阴性选择算法识别飞行数据中的异常值具有较高的精度。     

海洋卫星AIS载荷设计与验证

为实现全球海洋船舶位置监视,用户在我国海洋系列卫星上配置了船舶自动识别系统（automatic identification system, AIS）。卫星AIS覆盖范围大,面临严重的信号碰撞问题,且AIS工作频段低,易受卫星平台低频干扰影响。用户及卫星总体要求AIS载荷提升对卫星电磁环境适应性以降低卫星AIS频段电磁环境净化代价,同时具备一定近海海域接收能力。在深入分析卫星电磁环境工况及近海AIS信号碰撞工况基础上,提出了AIS载荷阵列天线设计、抗卫星电磁干扰设计、低信噪比解调设计为主的针对性设计,相关设计已经通过海洋二号C卫星在轨验证,对其他卫星AIS载荷设计具有较好的参考意义。     

基于Laurent分解的星载AIS解调算法

为了适应星载AIS（船舶自动识别系统）条件,提出了一种基于Laurent分解的单通道星载AIS信号解调算法。AIS信号可通过Laurent原理分解成若干调幅脉冲信号,该算法用其中能量最大的2个调幅脉冲信号在接收前端作近似匹配滤波处理,然后采用维特比译码算法对信息码元进行还原。结合实际工程应用,对该算法在低信噪比和混叠信号2种条件下分别进行仿真。仿真结果表明,该算法在2种情况下正确解包率均显著优于传统算法。     

基于克隆技术的航图制图系统

航图制图系统是航行情报自动化的重要组成部分。如何将变更的航行情报服务信息及时、准确地反映到航图上,一直是世界同行业十分关注的焦点之一。提出的全新图元克隆技术,实现了图元内在属性和外在表现的历史继承以及与航行情报数据库的同步更新,为最终达到航图制图全程自动化开辟了更广阔的发展空间;航行情报数据库中导航数据采用ARINC424工业标准,通过配置管理与数据驱动方式,不仅可以根据需求高效准确地克隆出不同用途的航图,同时也为今后提供机载导航数据奠定了坚实的基础。     

星载AIS报文时间解析

星载船舶自动识别系统（AutomaticIdentificationSystem,AIS）接收到的报文中解析出发送报文的时间信息能够有效提高AIS报文在全球海上目标监控等方面的应用价值。着眼于动态显示某一特定船舶进行连续跟踪这一目的,结合天拓一号AIS和天拓三号AIS来研究报文中的时间信息。首先,利用天拓一号星载AIS在轨运行期间接收到的所有数据进行统计分析。通过统计分析发现仅仅依靠报文自身的自组织时分多址（Self-OrganizingTimeDivisionMultipleAccess,SOTDMA）通信状态等信息不能有效解析报文时间。其次,研究了天拓三号AIS的报文组成格式。通过每间隔1min往星上存储器中植入一个时间信标的方式,天拓三号AIS系统很好地解决了问题,实现了对每一条报文的精确时间显示,为今后实现海面船舶进行连续跟踪与监视提供了良好的技术基础。