AIS与雷达数据融合技术研究孙文杰

AIS与雷达数据融合技术研究孙文杰

AIS与雷达都是船舶导航的关键设备，但有着各自的优势和不足，将两者综

合应用具有重要意义。但AIS与雷达数据既有冗余又有互补，因此需要一定的

数据融合算法才能达到较好的应用效果。文章从AIS和雷达在船舶导航的应用

背景出发，介绍了雷达和AIS系统的基本工作原理，并详细分析了其各自的优

缺点，论述了两种技术相结合的必要性。最后对AIS与雷达数据融合技术进行

了深入研究，给出了一个典型的数据融合系统，为船舶航行安全提供了保障。

标签：雷达；AIS；数据融合；船舶导航

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

随着经济的发展，海运和内河航运走进了一个新的阶段，船舶数量不断增加，

港口和航道的船只密度越来越高，船舶碰撞事件時有发生。雷达的应用在一定程

度上解决了船舶定位和碰撞问题，但雷达易受雨雪和海浪等因素的影响，而且在

图像显示和航迹预测方面还有很大的不足，因此未能完全满足船舶航行安全的要

求。船舶自动识别系统（Automatic Identification System， AIS）技术的产生很

大程度上弥补了雷达的缺陷，使船只信息交换更加准确快捷。因此，在雷达系统

的基础上加装AIS系统，将两者综合起来形成一个新的系统，具有广阔的应用

前景。

2 雷达及AIS基本原理

2.1 雷达导航原理

雷达是通过电磁波的反射原理来对目标位置进行测量的。首先雷达天线会对

外发射射频信号，若目标存在，则会将部分信号反射回来，雷达天线接收到反射

信号后，根据其强度和角度等信息即可计算出目标所在的位置。通过不停地发射

与接收，即可测量出目标的运动轨迹。雷达可以区分出固定的物体和运动物体，