海上编队多辐射源目标数据关联模型及仿真分析

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海域多要素感知观测与预警关键技术

海域多要素感知观测与预警关键技术作者：林化琛郑佳春黄一琦孙世丹曹长玉来源：《航海》2020年第02期摘要：本文介绍了一种海域多要素感知观测与预警系统。

该系统主要由雷达网、光电观察设备、AIS、GPS、综合信息处理平台等组成。

以先进雷达技术、大数据和人工智能为支撑，实现对海面目标实时态势跟踪和海洋环境实时监测，综合感知和立体观测预警分析。

文中介绍了基于非恒定自适应门限的目标全自动探测、雷达组网全目标融合、基于经验正交分解的X-BAND雷达海浪探测、基于雷达视频处理的溢油探测与报警等关键技术;给出了系统在福建省海洋渔业、海警、海事等部门成功应用案例，证明了该系统技术的可行性、先进性，极具应用推广价值。

关键词：雷达;AIS;综合感知;数据融合;海浪探测O引言党的十八大提出了建设海洋强国的重大部署。

习近平总书记曾指出，建设海洋强国是中国特色社会主义事业的重要组成部分，要进一步坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，树立海洋经济全球布局观，主动适应并引领海洋经济发展新常态，加快供给侧结构性改革，着力优化海洋经济区域布局，提升海洋产业结构和层次，提高海洋科技创新能力。

《福建省“十三五”海洋经济发展专项规划》提出了运用“互联网+”思维指导海洋信息化工作，综合应用通信技术、计算机技术、物联网技术、云技术等，构建融合海域使用动态化管理、海洋工程环境监管、渔船信息化管理、安全生产监管、养殖区域及水质监控、海洋渔业生产状况及经济数据收集、应急事项处置于一体的“智慧海洋”平台，实现智能感知、智能调度、智能决策、智能服务，形成与海洋现代化管理相适应的智慧海洋体系[1]。

基于海洋观测、海洋渔业、海洋执法等业务需求，“海域多要素感知观测与预警系统”应运而生，该系统通过对海面目标实时态势的跟踪观测和海洋环境实时监测，综合感知分析与预测处理，实现海域海面的“透明化”和“智能化”;可为海洋渔业、海警、海事等部门海上执法及事故调查等提供关键信息支撑，可赋能智能渔业、智能执法、智能搜救、海洋环境服务等新业态，对国家海洋信息化战略的实现具有重大意义，具有广泛的应用前景。

海面与舰船目标电磁散射的建模方法研究

海面与舰船目标电磁散射的建模方法研究海面与舰船目标电磁散射的建模方法研究摘要：随着现代军事技术的发展，电磁散射技术在海战中的应用越来越重要。

本文主要研究了海面和舰船目标的电磁散射建模方法，分析了各种因素对电磁散射的影响，并提出了一种新的模型来更准确地描述散射现象。

研究表明，该模型可以更好地反映海面和舰船的电磁散射特性，为电磁散射技术的应用提供了理论支持。

关键词：海面；舰船目标；电磁散射；建模方法；理论支持1. 引言电磁散射技术是一种利用电磁波与物体相互作用的技术，通过分析散射波的特性来获取目标物体的信息。

在军事领域，电磁散射技术被广泛应用于海战中，可以用于目标侦测与识别、隐身技术等方面。

海面和舰船作为海战中的重要目标，其电磁散射特性对于战争的胜负有着至关重要的影响。

因此，研究海面与舰船目标的电磁散射建模方法具有重要的理论和实际意义。

2. 海面电磁散射建模方法研究2.1 海面电磁散射特性分析海面的电磁散射特性受多种因素影响，其中最主要的因素是海面的形态学特征和海面的电磁参量。

形态学特征包括海面波纹、海浪、浮游生物等，这些因素会对电磁波在海面上的传播和反射产生影响。

电磁参量主要包括海水盐度、温度、粘度等，这些参量会影响电磁波在海水中的传播速度和衰减程度。

通过分析海面的形态学特征和电磁参量，可以确定海面电磁散射的数学模型。

2.2 舰船目标电磁散射特性分析舰船目标的电磁散射特性主要取决于目标的几何形状、材料特性和目标表面的电磁波反射与传播特性等因素。

目标的几何形状对于电磁波的入射角度和散射角度有重要影响，几何形状的复杂度越高，目标的散射特性越复杂。

材料特性包括目标的相对介电常数、磁导率等，这些参量决定了目标对电磁波的吸收和散射能力。

舰船的表面特性也会对电磁波的散射产生重要影响，例如表面的光滑程度、涂层材料等。

3. 电磁散射模型的建立基于以上分析，本文提出了一种新的海面与舰船目标电磁散射模型。

该模型综合考虑了海面的形态学特征和电磁参量，以及舰船目标的几何形状、材料特性和表面特性等因素。

海战场环境仿真系统的三维建模与实时仿真

ｓｅｉｌｅｅｔ．ＩＳｐｒｒａｃｅｅｍｉｅｄｌｙａｄｃｅｉｉｔｆｒｒｉｌｔｎｓｓｍｆｏａｉｎｏｉｓｐｃａｆｃｓｔｅｏ ’ ｆｍｎｅｄｔｒｎｓｆｅｉｎｒｄｂｌｏｆｅｓｍｕａｉｙｔｏｒｔｆｈｐ．ｉｔｉｙｗａａｏｅｆｍｏｓ
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海洋运输中的船舶航行数据模拟与分析

海洋运输中的船舶航行数据模拟与分析为了更好地提高海洋运输的效率和安全性，船舶航行数据模拟与分析成为了一个重要的课题。

通过模拟和分析航行数据，我们可以更好地了解船舶的运行情况、预测可能出现的问题，并采取相应的措施来避免潜在的风险。

本文将探讨船舶航行数据模拟与分析的方法和应用。

一、船舶航行数据模拟的方法船舶航行数据模拟是一种以船舶航行数据为基础，通过建立数学模型和计算机仿真来模拟船舶在海洋环境中的运行情况的方法。

其基本步骤如下：1. 数据采集：通过各种传感器和设备获取船舶的航行数据，包括位置、速度、航向、倾斜角度等。

2. 数据处理：对采集到的原始数据进行处理，包括清洗、校正、滤波等。

确保数据的准确性和可靠性。

3. 建立数学模型：根据船舶的特性和运行规律，建立相应的数学模型。

模型可以包括船舶的力学模型、操纵模型、环境模型等。

4. 参数设置：根据实际情况，设定模型中的参数值。

这些参数值可以根据历史数据、专家经验或者其他方法确定。

5. 模拟计算：利用计算机程序对建立的数学模型进行模拟计算。

通过不同的输入条件，计算模型在不同情况下的航行状态和性能。

二、船舶航行数据模拟的应用1. 航行安全评估：通过船舶航行数据模拟，可以对船舶在不同环境条件下的航行安全性进行评估。

包括航行路线的选择、船舶的稳定性、避碰规则的遵守等方面。

通过模拟和分析，可以提前发现潜在的危险因素，并采取相应的措施来避免事故的发生。

2. 航行性能优化：通过模拟和分析船舶的航行数据，可以了解船舶的性能特点和问题所在。

比如航速、燃油消耗、排放量等方面。

通过优化船舶的航行条件和操作策略，可以提高航行效率，降低运输成本，减少对环境的影响。

3. 船舶设计改进：通过模拟和分析不同设计参数对船舶性能的影响，可以指导船舶的设计改进。

比如船体结构的优化、动力系统的改进、舵系统的设计等方面。

通过模拟和分析，可以减少设计和试验的成本和工作量，提高设计效率和质量。

三、船舶航行数据分析的方法船舶航行数据分析是基于收集到的船舶航行数据进行统计和分析的方法。

基于SEA方法的舰船数据链效能评估系统设计与仿真

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模型输入输出关系和程序运行流程如图４图５、
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系统使命任务；研究系统效能评估指标体系，确定效
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量度映射模型；据使命任务要求，立系统使命映根建
射模型；比较系统与使命映射轨迹。出系统综合效得
效能评估模型输入输出关系和程序运行流程如图
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承担的信息任务。信息生成模型的输入为原始参数
数据库中的敌我兵力、装备数据，出为指挥控制系输
统在作战使用时产生信息的频度和信息量，其模型
输入输出关系和程序运行流程如图２图３所示。、

关于海面无线传播模型的探讨

关于海面无线传播模型的探讨(2004-01-17 16:35:23)华为公司无线网络规划部何群黄云鹏I.概述随着人们对移动通信业务的依赖，人们期望在不久的将来能够实现无论何时何地都可以快捷方便地与任何人通话。

运营商也在从城市向农村甚至边远地区不断地拓展其业务范围。

在过去，当无线业务主要集中在人口稠密区时，人们主要关心的是市区传播模型、郊区传播模型和开阔地传播模型，而对海面这种特殊的无线传播环境研究较少。

随着经济的发展，沿海渔业、海上旅游业也迅速发展，尤其是渔民对移动通信的需求量很大，这些用户已经成为沿海城市运营商争夺的重点。

目前经典文献中认为海面无线信号的传播可以看作自由空间传播，但根据华为公司的海面测试结果，证明自由空间传播模型并不适用于预测海面覆盖；而采用Okumura-Hata模型加修正系数后也不能很好地适用海面传播环境。

本文在实测数据的基础上，结合二波模型并根据海面传播环境特点加以修正，拟合出了适合于海面覆盖预测的新的无线传播模型。

该模型是在900MHz频段上拟合出来的，对其它移动通信频段的覆盖预测也有借鉴意义。

海面远距离覆盖需要结合双时隙小区技术。

本文仅探讨海面这种特定环境下的传播模型，双时隙小区技术请参考相关资料。

A.无线环境特点无线电波在海面传播时，传播路径主要是通过空气传播的直达波和经过海面反射的反射波。

对于在海面船只上的移动台，受海浪的影响，移动台的实际高度有较大起伏。

而船只大小不同，也将使得移动台的使用高度发生变化。

根据华为公司对福建漳州附近的调查，一般渔船驾驶舱高度为3米左右，而客轮约为20米左右。

服务海面的基站通常选择在沿海山顶建塔，高度在50~200米之间不等。

由于海面传播损耗很小，信号可以传播到很远的海面上。

此时，地球不能再看作平面，而应把它看作球面，即地球曲率将对信号传播产生影响。

另外处于传播路径上的岛屿、山、巨轮也会对信号传播到来阴影效应。

海面传播路径如下图所示。

基于机器学习的多源实况分析产品和观测数据融合应用试验

ｏｒｔｈｅｙａｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ. ＴｈｅＧＢＤＴｗｉｎｄｓｐｅｅｄａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＡＲＴａｎｄＣＡＲ. Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｌｅａｒｎｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｆｕｓｅｍｕｌｔｉ￣ｓｏｕｒｃｅｒｅａｌ￣ｔｉｍｅａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａꎬ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ
ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎꎬ ｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎꎬ ａｎｄｗｉｎｄ
降水、风速、风向)模型ꎬ并进行对比检验ꎬ为实况分析
服务提供基础支撑ꎮ
１资料与方法
( ｉｎｖｅｒｓｅｄｉｓｔａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｅｄꎬＩＤＷ) 等方法的系统误差
１.１资料
合产品ꎮ ２０１４年ꎬ中国气象局气象探测中心将“ 概
息中心提供的５类全国范围逐小时数据:国家气象信
ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ. ＴｈｅｅｒｒｏｒｏｆＧＢＤＴｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｈａｓａｓｌｉｇｈｔｉｎｃｒｅａｓｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＡＲＴ
ａｎｄＣＡＲｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａꎬ ｗｈｅｒｅｔｈｅｒｅａｒｅｆｅｗｅｒｓａｍｐｌｅｓꎬ ｗｈｉｌｅｉｎｏｔｈｅｒａｒｅａｓꎬ ｔｈｅｒｅａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ

舰船与海面复合目标电磁特性的高效全波分析

舰船与海面复合目标电磁特性的高效全波分析舰船与海面复合目标电磁特性的高效全波分析摘要：从电磁仿真的理论出发，本文针对海面与舰船复合目标的电磁特性问题，提出了一种高效全波分析方法。

首先，建立了一个三维复合目标电磁仿真模型，并对其进行了几何网格化处理和电磁属性处理。

然后，采用时域有限差分法（FDTD）对该复合目标进行了全波分析。

本文还提出了有效的计算机算法，并对算法进行了性能测试。

仿真结果表明，本文提出的方法是一种可行的、高效的、精度较高的全波分析方法。

通过本文的研究，可以为海洋电子、军事等领域提供一种新的解决思路和改进方案，以满足不同领域的需求。

关键词：舰船与海面复合目标；电磁特性；全波分析；FDTD；电磁仿真1. 引言舰船与海面复合目标的电磁特性构成了带宽广、信号复杂和多路径等各种问题的复杂电磁环境。

海上作战中，复杂的电磁环境与舰船或目标本身的电磁特性交互作用极大，对电子设备、雷达系统、通信系统等电磁系统的性能产生了重要的影响。

为了解决这个问题，文献中对复杂目标的电磁属相建模、仿真分析等领域进行了深入的研究。

本文研究的目的在于，提出一种高效全波分析的方法，来解决海面与舰船复合目标电磁特性的问题。

2. 复合目标仿真模型与电磁属性处理在舰船与海面仿真模型构建中，首先需要建立一个真实的三维复合目标电磁仿真模型。

由于所研究目标的尺度和复杂性，需要使用复杂几何建模技术进行几何建模。

本文采用了三维建模技术，通过SolidWorks软件对复合目标的三维几何形状进行建模，得到了目标的表面网格化图。

然后，对目标的表面属性进行处理，采用矢量面元法（MFIE）和电磁辐射法（PO）等方法进行电磁辐射计算，得到表面逆向散射系数和表面逆向散射场分布。

最后，对目标进行分层媒质模型的处理，得到了目标的电磁参数分布。

3. FDTD全波分析方法及算法实现本文采用时域有限差分法（FDTD）对复合目标进行全波分析。

FDTD方法是一种较为常用的电磁场全波分析方法，可以较好地解决时域电磁场问题，具有算法简单、适应各种电磁场分析条件的优点。

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维普资讯
第２卷第４９期
２０年８月０７
探测与控制学报
ＪｕｎｌｆＤｅｅｔｎ＆Ｃｎｒｌｏｒａｔｃｉｏｏｏｔｏ
Ｖ０．９Ｎｏ４１２．
Ａｕ．０７ｇ２０
海上编队多辐射源目标数据关联模型及仿真分析
发觉等优点，于提高本身舰艇平台在复杂作战环取辐射源的信息一般分为属性信息和状态信息。属对性信息中又包含具体参数信息和类型信息，参数信
型属性信息包含载频类型、重频类型、宽类型、脉扫描周期类型、敌我属性；状态信息主要指辐射源的状要实现多平台协同侦察定位，键是要解决不息主要指辐射源的载频、关重频、脉宽、扫描周期等，类
ｆｒｈｅｆｒａｉａｉｎｏｌ－ｌｔｏｍｏａｉｔｎＴｈｓｐｐｒｆｒｔｙｓｕｉｄＥａｇｔｅｔｒｎｏｍｓｉｔｅｋｙｏｅｌｔｆｍｕｔｐａｆｒｌｃｌａｉ．ｉａｅｉｓｌｔｄｅＷｔｒｅｓｆａｕｅａｄｓｚｏｉｚｏ
同时各平台的侦察设备的侦收能力又不相同，不态信息，为如测向方位、信号幅度等。由于各平台侦察
关键词：编队；辐射源；数据关联中图分类号：Ｎ７文献标志码：文章编号：０８１９（０７０－２－Ｔ９１Ａ１０—１４２０）４０４００３ＤａａＡｓｏｉｔｏｏｌａｄＳｉｕａｉｎｏｕｔｐｌｄｉｔｏｔｓｃａｉｎＭｄｅｎｍｌｔｏｆＭｌｉｅＲａａｉｎＴａｇｔｆＮａａｒａｉｎｒｅｓｏｖｌＦｏｍｔｏ
ｐａｔａｐｌｔｏｕｒｕｄｎｓｔｅｕｏｗａｄａｓｎｈｔｄｌｏｈａｉｏｅｔｒｓｏｉｔｎａｄｒｃｉｌｐｉｉｎｓｒｏｎｉｇ，ｈｎｐｔｆｒｒｙｔｅｉｍｏｅｎｔｅｂｓｓｆｆａｕｅａｓｃａｉｎｃａａｃｃｏｐａｅａｓｃａｉｎＷｉｈｅｐｏｏｐｔｒｓｍｕａｉｎ．ｈｄｌｓｐｏｅｏｂｓｂｅａｄｈｖｅｔｒａ — ｌｃｓｏｉｔ．ｏｔｔｅｈｌｆｍｕｅｉｌｔｈｃｏｔｅｍｏｅｗａｒｖｄｔｅｆｉｌｎａｅａｂｔｅｓａｅ
ｏｉｔｒｂｂｌｙｓｃａｉｎｐｏａｉｔ．ｏｉ
Ｋｅｒｆｒｔｏｒｄａｉｎｔｒｅ；ａａａｓｃａｉｎｙｗｏｄｓ：ｏｍａｉｍａｉｔａｇｔｄｔｓｏｉｔｏｏ
０引言
Байду номын сангаас
据关联，关的研究颇多，于多站被动传感器侦收相对
倪忠德，宝华马
（北京理工大学字航科学技术学院，京北１０８）００１
摘要：在复杂的海上电磁环境下，实现多平台辐射源定位的关键是实现不同平台的多辐射源的数据关联。
通过对电子战目标属性以及实际编队应用环境的研究，出了基于属性关联和空间关联的综合关联模型。计提算机仿真结果表明该方法有很好的关联概率。
的目标数据关联，国内已经有类似的研究。但是
在现代海战中，随着导弹突防技术的提高，尤其单纯基于属性和空间关联的方法均有应用的局限。是针对雷达的反辐射导弹的大量使用，雷达主动定位的使用时机越来越受到限制，用无源定位手段利
ＮＩＺｈｎ－ｅＭＡａ－ｕｏｇｄ。Ｂｏｈａ－
（ｃｏｌｆｔｎｕｉｌｉｃｎｃｎｌｇ，ｅｉｎｔｕｅｆｅｈｏｏｙＢｉｇ１０８，ｈｎ）ＳｈｏｒａｔａＳｅｅａｄＴｅｈｏｏｙＢｉｎＩｓｉｔｃｎｌ，ｅｉ００１ＣｉａｏＡｓｏｃｎｃｉｇｔｏＴｇｊｎ
Ａｂｔａｃ：ｎｔｅｃｍｐｅｌｃｒｍａｎｔｅｕｒｕｄｎｓｄｔｓｏｉｔｎｏａｉｔｎｔｒｅｓｉｉｅｅｔｐａ— ｓｒｔＩｈｏｌｘｅｅｔｏｇｅｉｓａｓｒｏｎｉｇ，ａａａｓｃａｉｆｒｄａｉａｇｔｎｄｆｒｎｌｔｃｏｏｆ
进行导弹隐蔽攻击越来越成为主流发展趋势。在编
１多平台电子战目标属性关联方法
队作战中［，平台电子侦察协同定位与雷达有源１１模糊因素集１多］．定位相比，具有隐蔽接收、作用距离远，易让对方不境的生存能力具有重要意义。同平台侦察目标的数据关联问题。在实际的编队作战环境下，由于侦收目标的位置、数的不确定性，参对于编队各所属各平台雷达侦察装备来说，获