一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法及系统，所述方法包含：步骤101）采集岸对海雷达输出的点迹得到雷达点迹序列、采集岸对海雷达输出的航迹得到航迹序列，并采集AIS设备接收的船只的动态信息和静态信息得到目标船只的AIS信息序列；步骤102）对目标的AIS信息序列进行坐标转换和插值，将插值处理后得到的数据与雷达点迹序列进行匹配，再根据匹配结果修正插值处理后得到的AIS信息序列，将修正后的结果作为目标真值数据；将目标真值数据和雷达航迹进行匹配，根据各个匹配结果采用统计学方法获得自动录取能力指标集中的各个指标值；步骤103）将得到的各指标值归一化并加权求和，获得自动录取能力的评估结果。
【专利说明】一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达录取领域，涉及一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着经济快速发展，濒海海域海上目标越来越多，岸对海雷达观测范围内的目标通常能到几百批以上，因此采用人工录取方式值勤时，能正常录取上报的目标数量仅有几十批，不能满足对所有目标进行实时录取的需求。目前，岸对海雷达的值勤方式正在向全自动录取转变，但如何评价雷达的全自动录取的能力，这个问题一直没有得到较好的解决。
[0003]评价自动录取能力，应该从需求出发，不能漏情、错情，而且录取目标形成的航迹要稳定、精度要高，因此，可以用航迹漏情率、正确率、航迹精度及起始时间等指标来评价雷达的自动录取能力。然而，除去航迹精度、起始时间指标可以使用少量的配合目标进行实际测试外，漏情率、正确率这两项指标则需大量的配合目标才有可能进行较为准确的测评，而这将耗费大量的人力、物力和财力，目前对雷达还没有提出具体量化的自动录取能力指标要求，不利于自动录取值勤方式的推广应用。因此，急需一种可靠、经济的测评手段，能对雷达录取能力进行全面测评。

【发明内容】

[0004]本发明的目的，针对自动录取能力测评难题，本发明旨在设计自动录取能力评价指标集，提出一种可靠、经济且以实现的测评方法，为我国岸对海雷达的自动录取能力量化测评提供借鉴，即本发明提供一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法及系统。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法，所述方法包含:
[0006]步骤101)采集岸对海雷达输出的点迹得到雷达点迹序列、采集岸对海雷达输出的航迹得到航迹序列，并采集AIS设备接收的船只的动态信息和静态信息得到目标船只的AIS信息序列，存储得到的雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列；
[0007]步骤102)对目标的AIS信息序列进行坐标转换和插值，将插值处理后得到的数据与雷达点迹序列进行匹配，再根据匹配结果修正插值处理后得到的AIS信息序列，将修正后的结果作为目标真值数据；
[0008]将目标真值数据和雷达航迹进行匹配，根据各个匹配结果采用统计学方法获得自动录取能力指标集中的各个指标值，所述指标集包含:航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹质量，且所述航迹质量又分为:航迹精度、点迹丢失率、航迹零碎度；
[0009]步骤103)将得到的各指标值归一化并加权求和，获得自动录取能力的评估结果。
[0010]可选的，上述步骤102)包含:
[0011 ] 步骤102-1)将采集的目标AIS序列数据根据雷达位置转化到雷达坐标系，其中，所述雷达位置采用经纬度、纬度和高度表征；[0012]步骤102-2)根据岸对海雷达观测的方位和距离范围，筛选雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列数据，进而去除多余数据；
[0013]步骤102-3)根据雷达点迹序列的时间信息，对目标的AIS信息序列进行插值，得到时间间隔均匀的AIS信息序列，然后按照AIS静态信息对AIS信息序列分组，且划分得到的每组AIS信息序列对应I个目标,进而统计得到目标的总数量；
[0014]步骤102-4)将每组AIS信息序列数据分别与筛选得到的雷达点迹按照时间、位置进行匹配，根据匹配结果，估计并修正每组AIS数据的系统误差，修正后的AIS数据作为目标真值数据(Tal、Ta2、Ta3……)，统计对应的雷达点迹序列总的点迹数，得到点迹总数量；
[0015]步骤102-5)筛选得到的航迹序列数据，按照雷达航迹批号进行分组(Ttl、Tt2、Tt3……)，并统计总航迹数量；
[0016]步骤102-6)按照时间和位置，将每组真值数据，逐个与每组航迹序列数据比对，且能与真值数据匹配的航迹序列数据为正确航迹，与真值数据匹配点少于2点的航迹序列数据为非正确航迹，其中当某组真值数据没有航迹序列与之匹配则对应目标为漏情；
[0017]根据比对结果得到正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量、漏掉目标数量，进而计算航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹精度和航迹零碎度。
[0018]进一步可选的，上述步骤102-6)包含:
[0019]步骤102-6-1)从第I组目标真值数据开始，按照时间、位置逐组遍历比对航迹序列数据，得到目标号与雷 达航迹批号的匹配关系，同时统计正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量和漏掉的目标数量；
[0020]步骤102-6-2)根据如下公式分别计算各项指标:
[0021]航迹漏情率:漏掉目标数量/目标总数量；
[0022]航迹正确率:正确航迹数量/ (航迹总数量-非正确航迹数量);
[0023]航迹起始时间:所述航迹起始时间为雷达录取目标从点迹形成到建立可靠航迹的时间，假定目标Ai的航迹起始时间为I目标数量为N，则雷达录取的航迹起始时间为:
_ N
K = ;
[0024]航迹精度:所述航迹精度为录取的航迹数据与目标真值数据的误差，包括航迹距离精度和方位精度；
[0025]点迹丢失率:所述点迹丢失率为雷达录取时漏掉感知范围内目标点迹的比例，计算公式为:航迹点数量/点迹数量；
[0026]航迹零碎度:所述航迹零碎度为雷达录取得到的目标航迹总数与输出航迹对应目标总数的比值。
[0027]可选的，上述步骤103)包含:
[0028]步骤103-1)为自动录取能力指标集中的各个指标分配一固定权重值；
[0029]步骤103-2)将各指标在[0，I]空间上的值按照权重求和；
[0030]步骤103-3)计算所有指标的加权和，得到录取能力的综合评价结果。
[0031]此外，本发明还提供一种岸对海雷达自动录取能力的测评系统，所述系统包含:
[0032]数据采集模块，用于采集岸对海雷达输出的点迹得到雷达点迹序列、采集岸对海雷达输出的航迹得到航迹序列，并采集AIS设备接收的船只的动态信息和静态信息得到目 标船只的AIS信息序列，存储得到的雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列；
[0033]数据处理模块，用于：
[0034]对目标的AIS信息序列进行坐标转换和插值，将插值处理后得到的数据与雷达点 迹序列进行匹配，再根据匹配结果修正插值处理后得到的AIS信息序列，将修正后的结果 作为目标真值数据；
[0035]将目标真值数据和雷达航迹进行匹配，根据各个匹配结果采用统计学方法获得自 动录取能力指标集中的各个指标值，所述指标集包含：航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始 时间、航迹质量，且所述航迹质量又分为：航迹精度、点迹丢失率、航迹零碎度；
[0036]评估模块，用于将得到的各指标值归一化并加权求和，获得自动录取能力的评估结果。
[0037]可选的，上述数据处理模块包含：
[0038]坐标转换子模块，用于将采集的目标AIS序列数据根据雷达位置转化到雷达坐标 系，其中，所述雷达位置采用经纬度和高度表征；
[0039]筛选子模块，用于根据岸对海雷达观测的方位和距离范围，筛选雷达点迹序列、航 迹序列和目标的AIS信息序列数据，进而去除多余数据；
[0040]插值和分组子模块，用于根据雷达点迹序列的时间信息，对目标的AIS信息序列 进行插值，得到时间间隔均匀的AIS信息序列，然后按照AIS静态信息对AIS信息序列分 组，且划分得到的每组AIS信息序列对应1个目标，进而统计得到目标的总数量；
[0041]第一匹配子模块，用于将每组AIS信息序列数据分别与筛选得到的雷达点迹按照 时间、位置进行匹配，根据匹配结果，估计并修正每组AIS数据的系统误差，修正后的AIS数 据作为目标真值数据（Tal、Ta2、Ta3……），统计对应的雷达点迹序列总的点迹数，得到点迹 总数量；
[0042]第二分组子模块，用于将筛选得到的航迹序列数据按照雷达航迹批号进行分组 (Ttl、Tt2、Tt3……），并统计总航迹数量；
[0043]处理子模块，用于按照时间和位置，将每组真值数据，逐个与每组航迹序列数据比 对，且能与真值数据匹配的航迹序列数据为正确航迹，与真值数据匹配点少于2点的航迹 序列数据为非正确航迹，其中当某组真值数据没有航迹序列与之匹配则对应目标为漏情； 根据比对结果得到正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量、漏掉目 标数量，进而计算航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹精度和航迹零碎度。
[0044]可选的，上述处理子模块包含：
[0045]比对统计单元，用于从第1组目标真值数据开始，按照时间、位置逐组遍历比对航 迹序列数据，得到目标号与雷达航迹批号的匹配关系，同时统计正确航迹数量、非正确航迹 数量、与真值数据匹配的航迹点数量和漏掉的目标数量；
[0046]计算单元，用于根据如下公式分别计算各项指标：
[0047]航迹漏情率：漏掉目标数量/目标总数量；
[0048]航迹正确率：正确航迹数量/ (航迹总数量_非正确航迹数量）;
[0049]航迹起始时间：所述航迹起始时间为雷达录取目标从点迹形成到建立可靠航迹 的时间，假定目标A1的航迹起始时间为0目标数量为N，则雷达录取的航迹起始时间为
【权利要求】
1.一种岸对海雷达自动录取能力的测评方法，所述方法包含: 步骤101)采集岸对海雷达输出的点迹得到雷达点迹序列、采集岸对海雷达输出的航迹得到航迹序列，并采集AIS设备接收的船只的动态信息和静态信息得到目标船只的AIS信息序列，存储得到的雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列； 步骤102)对目标的AIS信息序列进行坐标转换和插值，将插值处理后得到的数据与雷达点迹序列进行匹配，再根据匹配结果修正插值处理后得到的AIS信息序列，将修正后的结果作为目标真值数据； 将目标真值数据和雷达航迹进行匹配，根据各个匹配结果采用统计学方法获得自动录取能力指标集中的各个指标值，所述指标集包含:航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹质量，且所述航迹质量又分为:航迹精度、点迹丢失率、航迹零碎度； 步骤103)将得到的各指标值归一化并加权求和，获得自动录取能力的评估结果。
2.根据权利要求1所述的岸对海雷达自动录取能力的测评方法，其特征在于，所述步骤102)包含: 步骤102-1)将采集的目标AIS序列数据根据雷达位置转化到雷达坐标系，其中，所述雷达位置采用经纬度、纬度和高度表征； 步骤102-2)根据岸对海雷达观测的方位和距离范围，筛选雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列数据，进而去除多余数据； 步骤102-3)根据雷达点迹序列的时间信息，对目标的AIS信息序列进行插值，得到时间间隔均匀的AIS信息序列，然后按照AIS静态信息对AIS信息序列分组，且划分得到的每组AIS信息序列对应I个目标,进而统计得到目标的总数量；` 步骤102-4)将每组AIS信息序列数据分别与筛选得到的雷达点迹按照时间、位置进行匹配，根据匹配结果，估计并修正每组AIS数据的系统误差，修正后的AIS数据作为目标真值数据(Tal、Ta2、Ta3……)，统计对应的雷达点迹序列总的点迹数，得到点迹总数量； 步骤102-5)筛选得到的航迹序列数据，按照雷达航迹批号进行分组(Ttl、Tt2、Tt3……)，并统计总航迹数量； 步骤102-6)按照时间和位置，将每组真值数据，逐个与每组航迹序列数据比对，且能与真值数据匹配的航迹序列数据为正确航迹，与真值数据匹配点少于2点的航迹序列数据为非正确航迹，其中当某组真值数据没有航迹序列与之匹配则对应目标为漏情； 根据比对结果得到正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量、漏掉目标数量，进而计算航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹精度和航迹零碎度。
3.根据权利要求2所述的岸对海雷达自动录取能力的测评方法，其特征在于，所述步骤102-6)包含: 步骤102-6-1)从第I组目标真值数据开始，按照时间、位置逐组遍历比对航迹序列数据，得到目标号与雷达航迹批号的匹配关系，同时统计正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量和漏掉的目标数量； 步骤102-6-2)根据如下公式分别计算各项指标: 航迹漏情率:漏掉目标数量/目标总数量； 航迹正确率:正确航迹数量/ (航迹总数量-非正确航迹数量)； 航迹起始时间:所述航迹起始时间为雷达录取目标从点迹形成到建立可靠航迹的时间，假定目标Ai的航迹起始时间为G目标数量为N，则雷达录取的航迹起始时间为:
4.根据权利要求1所述的岸对海雷达自动录取能力的测评方法，其特征在于，所述步骤103)包含: 步骤103-1)为自动录取能力指标集中的各个指标分配一固定权重值； 步骤103-2)将各指标在[0，I]空间上的值按照权重求和； 步骤103-3)计算所有指标的加权和，得到录取能力的综合评价结果。
5.一种岸对海雷达自动录取能力的测评系统，其特征在于，所述系统包含: 数据采集模块，用于采集岸对海雷达输出的点迹得到雷达点迹序列、采集岸对海雷达输出的航迹得到航迹序列，并采集AIS设备接收的船只的动态信息和静态信息得到目标船只的AIS信息序列，存储得到的雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列； 数据处理模块，用于: 对目标的AIS信息序列进行坐标转换和插值，将插值处理后得到的数据与雷达点迹序列进行匹配，再根据匹配结果修正插值处理后得到的AIS信息序列，将修正后的结果作为目标真值数据； 将目标真值数据和雷达航迹进行匹配，根据各个匹配结果采用统计学方法获得自动录取能力指标集中的各个指标值，所述指标集包含:航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹质量，且所述航迹质量又分为:航迹精度、点迹丢失率、航迹零碎度；评估模块，用于将得到的各指标值归一化并加权求和，获得自动录取能力的评估结果。
6.根据权利要求5所述的岸对海雷达自动录取能力的测评系统，其特征在于，所述数据处理模块包含: 坐标转换子模块，用于将采集的目标AIS序列数据根据雷达位置转化到雷达坐标系，其中，所述雷达位置采用经纬度和高度表征； 筛选子模块，用于根据岸对海雷达观测的方位和距离范围，筛选雷达点迹序列、航迹序列和目标的AIS信息序列数据，进而去除多余数据； 插值和分组子模块，用于根据雷达点迹序列的时间信息，对目标的AIS信息序列进行插值，得到时间间隔均匀的AIS信息序列，然后按照AIS静态信息对AIS信息序列分组，且划分得到的每组AIS信息序列对应I个目标，进而统计得到目标的总数量； 第一匹配子模块，用于将每组AIS信息序列数据分别与筛选得到的雷达点迹按照时间、位置进行匹配，根据匹配结果，估计并修正每组AIS数据的系统误差，修正后的AIS数据作为目标真值数据(Tal、Ta2、Ta3……)，统计对应的雷达点迹序列总的点迹数，得到点迹总数量；第二分组子模块，用于将筛选得到的航迹序列数据按照雷达航迹批号进行分组(Ttl、Tt2、Tt3……)，并统计总航迹数量； 处理子模块，用于按照时间和位置，将每组真值数据，逐个与每组航迹序列数据比对，且能与真值数据匹配的航迹序列数据为正确航迹，与真值数据匹配点少于2点的航迹序列数据为非正确航迹，其中当某组真值数据没有航迹序列与之匹配则对应目标为漏情；根据比对结果得到正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量、漏掉目标数量，进而计算航迹漏情率、航迹正确率、航迹起始时间、航迹精度和航迹零碎度。
7.根据权利要求6所述的岸对海雷达自动录取能力的测评系统，其特征在于，所述处理子模块包含: 比对统计单元，用于从第I组目标真值数据开始，按照时间、位置逐组遍历比对航迹序列数据，得到目标号与雷达航迹批号的匹配关系，同时统计正确航迹数量、非正确航迹数量、与真值数据匹配的航迹点数量和漏掉的目标数量； 计算单元，用于根据如下公式分别计算各项指标: 航迹漏情率:漏掉目标数量/目标总数量； 航迹正确率:正确航迹数量/ (航迹总数量-非正确航迹数量)； 航迹起始时间:所述航迹起始时间为雷达录取目标从点迹形成到建立可靠航迹的时间，假定目标Ai的航迹起始时间为O目标数量为N，则雷达录取的航迹起始时间为
8.根据权利要求5所述的岸对海雷达自动录取能力的测评系统，其特征在于，所述评估模块包含: 权重值分配子模块，用于为自动录取能力指标集中的各个指标分配一固定权重值； 累加子模块，用于将各指标在[O，I]空间上的值按照权重求和； 评估结果获取子模块，用于计算所有指标的加权和，得到录取能力的综合评价结果。
【文档编号】G01S7/40GK103837866SQ201410078614
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】鉴福升, 罗军, 曾浩, 徐勇, 胡英辉, 李洁, 李庶中, 张杨, 汪洋, 李越强 申请人:中国人民解放军92232部队