AIS與雷達數據融合技術研究孫文杰

AIS與雷達數據融合技術研究孫文杰

AIS與雷達都是船舶導航的關鍵設備，但有著各自的優勢和不足，將兩者綜

合應用具有重要意義。但AIS與雷達數據既有冗余又有互補，因此需要一定的

數據融合算法才能達到較好的應用效果。文章從AIS和雷達在船舶導航的應用

背景出發，介紹了雷達和AIS系統的基本工作原理，并詳細分析了其各自的優

缺點，論述了兩種技術相結合的必要性。最后對AIS與雷達數據融合技術進行

了深入研究，給出了一個典型的數據融合系統，為船舶航行安全提供了保障。

標簽：雷達；AIS；數據融合；船舶導航

Abstract： Both AIS and radar are the key equipment of ship navigation， but

they have their own advantages and disadvantages， so it is of great significance to

apply them in a comprehensive way. However， AIS and radar data are redundant and

complementary， so a certain data fusion algorithm is needed to achieve good results.

Bad on the application background of AIS and radar in ship navigation， this paper

introduces the basic working principle of radar and AIS system， analyzes their

respective advantages and disadvantages in detail， and discuss the necessity of

combining the two technologies. Finally， the technology of data fusion between AIS

and radar is deeply studied， and a typical data fusion system is prented， which

provides a guarantee for the safety of ship navigation.

Keywords： radar； AIS； data fusion； ship navigation

1 概述

隨著經濟的發展，海運和內河航運走進了一個新的階段，船舶數量不斷增加，

港口和航道的船只密度越來越高，船舶碰撞事件時有發生。雷達的應用在一定程

度上解決了船舶定位和碰撞問題，但雷達易受雨雪和海浪等因素的影響，而且在

圖像顯示和航跡預測方面還有很大的不足，因此未能完全滿足船舶航行安全的要

求。船舶自動識別系統（Automatic Identification System， AIS）技術的產生很

大程度上彌補了雷達的缺陷，使船只信息交換更加準確快捷。因此，在雷達系統

的基礎上加裝AIS系統，將兩者綜合起來形成一個新的系統，具有廣闊的應用

前景。

2 雷達及AIS基本原理

2.1 雷達導航原理

雷達是通過電磁波的反射原理來對目標位置進行測量的。首先雷達天線會對

外發射射頻信號，若目標存在，則會將部分信號反射回來，雷達天線接收到反射

信號后，根據其強度和角度等信息即可計算出目標所在的位置。通過不停地發射

與接收，即可測量出目標的運動軌跡。雷達可以區分出固定的物體和運動物體，