一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法及系統，所述方法包含：步驟101）采集岸對海雷達輸出的點跡得到雷達點跡序列、采集岸對海雷達輸出的航跡得到航跡序列，并采集AIS設備接收的船只的動態信息和靜態信息得到目標船只的AIS信息序列；步驟102）對目標的AIS信息序列進行坐標轉換和插值，將插值處理后得到的數據與雷達點跡序列進行匹配，再根據匹配結果修正插值處理后得到的AIS信息序列，將修正后的結果作為目標真值數據；將目標真值數據和雷達航跡進行匹配，根據各個匹配結果采用統計學方法獲得自動錄取能力指標集中的各個指標值；步驟103）將得到的各指標值歸一化并加權求和，獲得自動錄取能力的評估結果。
【專利說明】一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于雷達錄取領域，涉及一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著經濟快速發展，瀕海海域海上目標越來越多，岸對海雷達觀測范圍內的目標通常能到幾百批以上，因此采用人工錄取方式值勤時，能正常錄取上報的目標數量僅有幾十批，不能滿足對所有目標進行實時錄取的需求。目前，岸對海雷達的值勤方式正在向全自動錄取轉變，但如何評價雷達的全自動錄取的能力，這個問題一直沒有得到較好的解決。
[0003]評價自動錄取能力，應該從需求出發，不能漏情、錯情，而且錄取目標形成的航跡要穩定、精度要高，因此，可以用航跡漏情率、正確率、航跡精度及起始時間等指標來評價雷達的自動錄取能力。然而，除去航跡精度、起始時間指標可以使用少量的配合目標進行實際測試外，漏情率、正確率這兩項指標則需大量的配合目標才有可能進行較為準確的測評，而這將耗費大量的人力、物力和財力，目前對雷達還沒有提出具體量化的自動錄取能力指標要求，不利于自動錄取值勤方式的推廣應用。因此，急需一種可靠、經濟的測評手段，能對雷達錄取能力進行全面測評。
【發明內容】
[0004]本發明的目的，針對自動錄取能力測評難題，本發明旨在設計自動錄取能力評價指標集，提出一種可靠、經濟且以實現的測評方法，為我國岸對海雷達的自動錄取能力量化測評提供借鑒，即本發明提供一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法及系統。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法，所述方法包含:
[0006]步驟101)采集岸對海雷達輸出的點跡得到雷達點跡序列、采集岸對海雷達輸出的航跡得到航跡序列，并采集AIS設備接收的船只的動態信息和靜態信息得到目標船只的AIS信息序列，存儲得到的雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列；
[0007]步驟102)對目標的AIS信息序列進行坐標轉換和插值，將插值處理后得到的數據與雷達點跡序列進行匹配，再根據匹配結果修正插值處理后得到的AIS信息序列，將修正后的結果作為目標真值數據；
[0008]將目標真值數據和雷達航跡進行匹配，根據各個匹配結果采用統計學方法獲得自動錄取能力指標集中的各個指標值，所述指標集包含:航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡質量，且所述航跡質量又分為:航跡精度、點跡丟失率、航跡零碎度；
[0009]步驟103)將得到的各指標值歸一化并加權求和，獲得自動錄取能力的評估結果。
[0010]可選的，上述步驟102)包含:
[0011 ] 步驟102-1)將采集的目標AIS序列數據根據雷達位置轉化到雷達坐標系，其中，所述雷達位置采用經緯度、緯度和高度表征；[0012]步驟102-2)根據岸對海雷達觀測的方位和距離范圍，篩選雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列數據，進而去除多余數據；
[0013]步驟102-3)根據雷達點跡序列的時間信息，對目標的AIS信息序列進行插值，得到時間間隔均勻的AIS信息序列，然后按照AIS靜態信息對AIS信息序列分組，且劃分得到的每組AIS信息序列對應I個目標,進而統計得到目標的總數量；
[0014]步驟102-4)將每組AIS信息序列數據分別與篩選得到的雷達點跡按照時間、位置進行匹配，根據匹配結果，估計并修正每組AIS數據的系統誤差，修正后的AIS數據作為目標真值數據(Tal、Ta2、Ta3……)，統計對應的雷達點跡序列總的點跡數，得到點跡總數量；
[0015]步驟102-5)篩選得到的航跡序列數據，按照雷達航跡批號進行分組(Ttl、Tt2、Tt3……)，并統計總航跡數量；
[0016]步驟102-6)按照時間和位置，將每組真值數據，逐個與每組航跡序列數據比對，且能與真值數據匹配的航跡序列數據為正確航跡，與真值數據匹配點少于2點的航跡序列數據為非正確航跡，其中當某組真值數據沒有航跡序列與之匹配則對應目標為漏情；
[0017]根據比對結果得到正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量、漏掉目標數量，進而計算航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡精度和航跡零碎度。
[0018]進一步可選的，上述步驟102-6)包含:
[0019]步驟102-6-1)從第I組目標真值數據開始，按照時間、位置逐組遍歷比對航跡序列數據，得到目標號與雷 達航跡批號的匹配關系，同時統計正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量和漏掉的目標數量；
[0020]步驟102-6-2)根據如下公式分別計算各項指標:
[0021]航跡漏情率:漏掉目標數量/目標總數量；
[0022]航跡正確率:正確航跡數量/ (航跡總數量-非正確航跡數量);
[0023]航跡起始時間:所述航跡起始時間為雷達錄取目標從點跡形成到建立可靠航跡的時間，假定目標Ai的航跡起始時間為I目標數量為N，則雷達錄取的航跡起始時間為:
_ N
K = ;
[0024]航跡精度:所述航跡精度為錄取的航跡數據與目標真值數據的誤差，包括航跡距離精度和方位精度；
[0025]點跡丟失率:所述點跡丟失率為雷達錄取時漏掉感知范圍內目標點跡的比例，計算公式為:航跡點數量/點跡數量；
[0026]航跡零碎度:所述航跡零碎度為雷達錄取得到的目標航跡總數與輸出航跡對應目標總數的比值。
[0027]可選的，上述步驟103)包含:
[0028]步驟103-1)為自動錄取能力指標集中的各個指標分配一固定權重值；
[0029]步驟103-2)將各指標在[0，I]空間上的值按照權重求和；
[0030]步驟103-3)計算所有指標的加權和，得到錄取能力的綜合評價結果。
[0031]此外，本發明還提供一種岸對海雷達自動錄取能力的測評系統，所述系統包含:
[0032]數據采集模塊，用于采集岸對海雷達輸出的點跡得到雷達點跡序列、采集岸對海雷達輸出的航跡得到航跡序列，并采集AIS設備接收的船只的動態信息和靜態信息得到目 標船只的AIS信息序列，存儲得到的雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列；
[0033]數據處理模塊，用于：
[0034]對目標的AIS信息序列進行坐標轉換和插值，將插值處理后得到的數據與雷達點 跡序列進行匹配，再根據匹配結果修正插值處理后得到的AIS信息序列，將修正后的結果 作為目標真值數據；
[0035]將目標真值數據和雷達航跡進行匹配，根據各個匹配結果采用統計學方法獲得自 動錄取能力指標集中的各個指標值，所述指標集包含：航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始 時間、航跡質量，且所述航跡質量又分為：航跡精度、點跡丟失率、航跡零碎度；
[0036]評估模塊，用于將得到的各指標值歸一化并加權求和，獲得自動錄取能力的評估結果。
[0037]可選的，上述數據處理模塊包含：
[0038]坐標轉換子模塊，用于將采集的目標AIS序列數據根據雷達位置轉化到雷達坐標 系，其中，所述雷達位置采用經緯度和高度表征；
[0039]篩選子模塊，用于根據岸對海雷達觀測的方位和距離范圍，篩選雷達點跡序列、航 跡序列和目標的AIS信息序列數據，進而去除多余數據；
[0040]插值和分組子模塊，用于根據雷達點跡序列的時間信息，對目標的AIS信息序列 進行插值，得到時間間隔均勻的AIS信息序列，然后按照AIS靜態信息對AIS信息序列分 組，且劃分得到的每組AIS信息序列對應1個目標，進而統計得到目標的總數量；
[0041]第一匹配子模塊，用于將每組AIS信息序列數據分別與篩選得到的雷達點跡按照 時間、位置進行匹配，根據匹配結果，估計并修正每組AIS數據的系統誤差，修正后的AIS數 據作為目標真值數據（Tal、Ta2、Ta3……），統計對應的雷達點跡序列總的點跡數，得到點跡 總數量；
[0042]第二分組子模塊，用于將篩選得到的航跡序列數據按照雷達航跡批號進行分組 (Ttl、Tt2、Tt3……），并統計總航跡數量；
[0043]處理子模塊，用于按照時間和位置，將每組真值數據，逐個與每組航跡序列數據比 對，且能與真值數據匹配的航跡序列數據為正確航跡，與真值數據匹配點少于2點的航跡 序列數據為非正確航跡，其中當某組真值數據沒有航跡序列與之匹配則對應目標為漏情； 根據比對結果得到正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量、漏掉目 標數量，進而計算航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡精度和航跡零碎度。
[0044]可選的，上述處理子模塊包含：
[0045]比對統計單元，用于從第1組目標真值數據開始，按照時間、位置逐組遍歷比對航 跡序列數據，得到目標號與雷達航跡批號的匹配關系，同時統計正確航跡數量、非正確航跡 數量、與真值數據匹配的航跡點數量和漏掉的目標數量；
[0046]計算單元，用于根據如下公式分別計算各項指標：
[0047]航跡漏情率：漏掉目標數量/目標總數量；
[0048]航跡正確率：正確航跡數量/ (航跡總數量_非正確航跡數量）;
[0049]航跡起始時間：所述航跡起始時間為雷達錄取目標從點跡形成到建立可靠航跡 的時間，假定目標A1的航跡起始時間為0目標數量為N，則雷達錄取的航跡起始時間為
【權利要求】
1.一種岸對海雷達自動錄取能力的測評方法，所述方法包含: 步驟101)采集岸對海雷達輸出的點跡得到雷達點跡序列、采集岸對海雷達輸出的航跡得到航跡序列，并采集AIS設備接收的船只的動態信息和靜態信息得到目標船只的AIS信息序列，存儲得到的雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列； 步驟102)對目標的AIS信息序列進行坐標轉換和插值，將插值處理后得到的數據與雷達點跡序列進行匹配，再根據匹配結果修正插值處理后得到的AIS信息序列，將修正后的結果作為目標真值數據； 將目標真值數據和雷達航跡進行匹配，根據各個匹配結果采用統計學方法獲得自動錄取能力指標集中的各個指標值，所述指標集包含:航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡質量，且所述航跡質量又分為:航跡精度、點跡丟失率、航跡零碎度； 步驟103)將得到的各指標值歸一化并加權求和，獲得自動錄取能力的評估結果。
2.根據權利要求1所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評方法，其特征在于，所述步驟102)包含: 步驟102-1)將采集的目標AIS序列數據根據雷達位置轉化到雷達坐標系，其中，所述雷達位置采用經緯度、緯度和高度表征； 步驟102-2)根據岸對海雷達觀測的方位和距離范圍，篩選雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列數據，進而去除多余數據； 步驟102-3)根據雷達點跡序列的時間信息，對目標的AIS信息序列進行插值，得到時間間隔均勻的AIS信息序列，然后按照AIS靜態信息對AIS信息序列分組，且劃分得到的每組AIS信息序列對應I個目標,進而統計得到目標的總數量；` 步驟102-4)將每組AIS信息序列數據分別與篩選得到的雷達點跡按照時間、位置進行匹配，根據匹配結果，估計并修正每組AIS數據的系統誤差，修正后的AIS數據作為目標真值數據(Tal、Ta2、Ta3……)，統計對應的雷達點跡序列總的點跡數，得到點跡總數量； 步驟102-5)篩選得到的航跡序列數據，按照雷達航跡批號進行分組(Ttl、Tt2、Tt3……)，并統計總航跡數量； 步驟102-6)按照時間和位置，將每組真值數據，逐個與每組航跡序列數據比對，且能與真值數據匹配的航跡序列數據為正確航跡，與真值數據匹配點少于2點的航跡序列數據為非正確航跡，其中當某組真值數據沒有航跡序列與之匹配則對應目標為漏情； 根據比對結果得到正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量、漏掉目標數量，進而計算航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡精度和航跡零碎度。
3.根據權利要求2所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評方法，其特征在于，所述步驟102-6)包含: 步驟102-6-1)從第I組目標真值數據開始，按照時間、位置逐組遍歷比對航跡序列數據，得到目標號與雷達航跡批號的匹配關系，同時統計正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量和漏掉的目標數量； 步驟102-6-2)根據如下公式分別計算各項指標: 航跡漏情率:漏掉目標數量/目標總數量； 航跡正確率:正確航跡數量/ (航跡總數量-非正確航跡數量)； 航跡起始時間:所述航跡起始時間為雷達錄取目標從點跡形成到建立可靠航跡的時間，假定目標Ai的航跡起始時間為G目標數量為N，則雷達錄取的航跡起始時間為:
4.根據權利要求1所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評方法，其特征在于，所述步驟103)包含: 步驟103-1)為自動錄取能力指標集中的各個指標分配一固定權重值； 步驟103-2)將各指標在[0，I]空間上的值按照權重求和； 步驟103-3)計算所有指標的加權和，得到錄取能力的綜合評價結果。
5.一種岸對海雷達自動錄取能力的測評系統，其特征在于，所述系統包含: 數據采集模塊，用于采集岸對海雷達輸出的點跡得到雷達點跡序列、采集岸對海雷達輸出的航跡得到航跡序列，并采集AIS設備接收的船只的動態信息和靜態信息得到目標船只的AIS信息序列，存儲得到的雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列； 數據處理模塊，用于: 對目標的AIS信息序列進行坐標轉換和插值，將插值處理后得到的數據與雷達點跡序列進行匹配，再根據匹配結果修正插值處理后得到的AIS信息序列，將修正后的結果作為目標真值數據； 將目標真值數據和雷達航跡進行匹配，根據各個匹配結果采用統計學方法獲得自動錄取能力指標集中的各個指標值，所述指標集包含:航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡質量，且所述航跡質量又分為:航跡精度、點跡丟失率、航跡零碎度；評估模塊，用于將得到的各指標值歸一化并加權求和，獲得自動錄取能力的評估結果。
6.根據權利要求5所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評系統，其特征在于，所述數據處理模塊包含: 坐標轉換子模塊，用于將采集的目標AIS序列數據根據雷達位置轉化到雷達坐標系，其中，所述雷達位置采用經緯度和高度表征； 篩選子模塊，用于根據岸對海雷達觀測的方位和距離范圍，篩選雷達點跡序列、航跡序列和目標的AIS信息序列數據，進而去除多余數據； 插值和分組子模塊，用于根據雷達點跡序列的時間信息，對目標的AIS信息序列進行插值，得到時間間隔均勻的AIS信息序列，然后按照AIS靜態信息對AIS信息序列分組，且劃分得到的每組AIS信息序列對應I個目標，進而統計得到目標的總數量； 第一匹配子模塊，用于將每組AIS信息序列數據分別與篩選得到的雷達點跡按照時間、位置進行匹配，根據匹配結果，估計并修正每組AIS數據的系統誤差，修正后的AIS數據作為目標真值數據(Tal、Ta2、Ta3……)，統計對應的雷達點跡序列總的點跡數，得到點跡總數量；第二分組子模塊，用于將篩選得到的航跡序列數據按照雷達航跡批號進行分組(Ttl、Tt2、Tt3……)，并統計總航跡數量； 處理子模塊，用于按照時間和位置，將每組真值數據，逐個與每組航跡序列數據比對，且能與真值數據匹配的航跡序列數據為正確航跡，與真值數據匹配點少于2點的航跡序列數據為非正確航跡，其中當某組真值數據沒有航跡序列與之匹配則對應目標為漏情；根據比對結果得到正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量、漏掉目標數量，進而計算航跡漏情率、航跡正確率、航跡起始時間、航跡精度和航跡零碎度。
7.根據權利要求6所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評系統，其特征在于，所述處理子模塊包含: 比對統計單元，用于從第I組目標真值數據開始，按照時間、位置逐組遍歷比對航跡序列數據，得到目標號與雷達航跡批號的匹配關系，同時統計正確航跡數量、非正確航跡數量、與真值數據匹配的航跡點數量和漏掉的目標數量； 計算單元，用于根據如下公式分別計算各項指標: 航跡漏情率:漏掉目標數量/目標總數量； 航跡正確率:正確航跡數量/ (航跡總數量-非正確航跡數量)； 航跡起始時間:所述航跡起始時間為雷達錄取目標從點跡形成到建立可靠航跡的時間，假定目標Ai的航跡起始時間為O目標數量為N，則雷達錄取的航跡起始時間為
8.根據權利要求5所述的岸對海雷達自動錄取能力的測評系統，其特征在于，所述評估模塊包含: 權重值分配子模塊，用于為自動錄取能力指標集中的各個指標分配一固定權重值； 累加子模塊，用于將各指標在[O，I]空間上的值按照權重求和； 評估結果獲取子模塊，用于計算所有指標的加權和，得到錄取能力的綜合評價結果。
【文檔編號】G01S7/40GK103837866SQ201410078614
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月5日 優先權日:2014年3月5日
【發明者】鑒福升, 羅軍, 曾浩, 徐勇, 胡英輝, 李潔, 李庶中, 張楊, 汪洋, 李越強 申請人:中國人民解放軍92232部隊
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