海上集成监测系统原理PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1目的和范围 1

1.2通用要求 2

1.2.1基本要求 3

1.2.2监视系统参数 3

1.3本书的内容安排 4

1.4参考文献 7

第2章 海上监视系统应用 8

2.1船舶航行服务系统（VTS） 8

2.2海军监视系统 12

2.3民用和军用（海军）监视系统的比较 16

2.4设计方法 22

2.5参考文献 28

附录2A海军侦察飞机威力范围与观测时间间隔仿真 28

2A.1问题及约束条件 28

2A.2观测时间间隔的变化 29

2A.3仿真分析 30

2A.4观测时间间隔计算 31

第3章 海洋环境 37

3.1环境的影响 37

3.2海态 38

3.2.1海浪 39

3.2.2舰船摇摆 43

3.2.3多径效应 44

3.2.4波导效应 46

3.2.5海流 47

3.3杂波 48

3.3.1杂波特性 48

3.3.2面杂波和体杂波 54

3.4海杂波 56

3.5陆地杂波 58

3.6大气杂波 60

3.7信号传播衰减 61

3.7.1晴朗天气的正常大气传播衰减 62

3.7.2雨水衰减 62

3.8参考文献 64

第4章 传感器 65

4.1引言 65

4.2雷达 67

4.2.1一般特点 67

4.2.2雷达方程 76

4.3微波雷达在VTS中的应用 81

4.3.1要求 81

4.3.2 FMCW雷达的典型技术指标 92

4.4微波成像雷达 93

4.4.1微波成像雷达在MSS中的作用 94

4.4.2距离像雷达 94

4.4.3侧视SAR的基本工作原理 96

4.4.4 ISAR基本原理 102

4.4.5系统结构 106

4.4.6机载SAR/ISAR的典型参数 107

4.5星载雷达 108

4.5.1特征 108

4.5.2主动／被动探测 113

4.5.3系统需求 113

4.5.4合成孔径雷达设计 116

4.5.5需进一步探索和研究的问题 120

4.6电子支援措施（ESM） 122

4.6.1海上监视系统中ESM和ELINT的重要性 122

4.6.2 ESM设备 123

4.6.3 ESM子系统 125

4.6.4 ESM接收机类型 127

4.6.5方向解算技术 129

4.6.6 ESM接收机的最大截获距离 130

4.7光学和红外传感器 133

4.7.1海上监视系统中的光学和红外传感器 133

4.7.2基本量纲和术语 134

4.7.3大气传播与能见度 135

4.7.4目标和环境的辐射 139

4.7.5光学系统的主要参数 141

4.7.6性能参数 145

4.7.7典型传感器的技术指标 148

4.8全球定位系统（GPS） 151

4.8.1海上监视系统中GPS的应用 151

4.8.2差分GPS（dGPS） 159

4.8.3差分修正信息的传输 164

4.8.4集成LORAN-C/dGPS（EUROFIX） 170

4.8.5卫星导航的未来发展趋势 171

4.9 HF超视距雷达 174

4.9.1 HF雷达在MMS中的地位和作用 174

4.9.2天波的传播 176

4.9.3地波传播路径损耗的计算 177

4.9.4 RCS特性 178

4.9.5天线性能 179

4.9.6高频频段的频谱特性 180

4.9.7高频频段的海杂波特性 180

4.9.8高频雷达用于海洋水文监测 182

4.9.9高频雷达的典型参数 184

4.10参考文献 185

附录4A监视卫星的轨道参数 187

附录4B合成孔径雷达系统定义和设计过程 192

第5章 传感器平台 195

5.1平台类型 195

5.2海上监视飞机（MSA） 196

5.2.1任务 196

5.2.2海上监视飞机的类型 197

5.2.3所需监视飞机的数量 201

5.2.4任务和飞行概况图 203

5.2.5综合集成 204

5.3直升机 206

5.4无人机（UAV） 208

5.4.1任务 208

5.4.2无人机（UAV）的分类 209

5.5气球和飞艇 212

5.6用于搜救（SAR）的空中平台 217

5.6.1搜救 217

5.6.2搜救通信系统 217

5.6.3搜救兵力 219

5.6.4搜索模式 221

5.7参考文献 223

第6章 海上环境的自动目标识别原理 224

6.1范围 224

6.2舰船的电磁特性 225

6.3雷达自动目标分类原理 229

6.3.1特征提取 231

6.3.2分类 233

6.4雷达自动目标分类 237

6.4.1分类的等级 237

6.4.2雷达自动分类 238

6.5电子支援措施的分类和识别 241

6.6敌我识别（IFF）分类 243

6.7隐身技术 245

6.7.1减小RCS的方法 246

6.7.2隐身目标的探测和分类 247

6.8参考书目 248

第7章 多传感器数据融合 250

7.1目标 250

7.2数据融合的类型 254

7.2.1集中式数据融合 255

7.2.2分布式数据融合 257

7.3数据融合的级别 258

7.4传感器属性 261

7.5多传感器数据融合算法 262

7.5.1位置融合算法 264

7.5.2识别融合算法 264

7.5.3辅助支持算法 268

7.6位置融合算法 268

7.6.1多目标跟踪 269

7.6.2时间同步和坐标对准 276

7.6.3位置融合算法 277

7.7决策级识别融合 280

7.7.1经典推论 281

7.7.2识别融合的贝叶斯方法 284

7.7.3 Desmpster-Shafer识别融合方法 285

7.7.4贝叶斯和D-S融合算法的仿真模型 292

7.8特征级识别融合 296

7.8.1聚类分析方法 297

7.8.2自适应神经网络 298

7.8.3表决方法 300

7.8.4参数模板 300

7.9显示子系统 301

7.10数据库管理 308

7.11参考文献 313

第8章 通信系统与数据链 316

8.1概述 316

8.2 VTMIS的通信系统 316

8.2.1需求 316

8.2.2 RSS-VTC通信 317

8.2.3船舶-VTC通信 318

8.2.4 VTC内部通信 325

8.2.5 VTC间通信 325

8.2.6 VTC与相关组织机构间的通信 327

8.2.7危机处理通信 327

8.2.8 VTC船主通信 327

8.2.9公用通信 327

8.2.10通信种类 328

8.3海军监视系统通信 328

8.3.1系统组成 328

8.3.2通信需求 329

8.3.3数据链方案 335

8.4定位误差分析 352

8.5参考文献 358

第9章 海上监视仿真系统 360

9.1绪论 360

9.2模拟器的特性 363

9.2.1模拟仿真的需求 363

9.2.2快速模拟方法 366

9.2.3检查与确认 367

9.2.4模拟仿真的事件 368

9.3 MSS的仿真 372

9.3.1概述 372

9.3.2传感器模型 373

9.4 SIMS：海军监视系统的设计实例 377

9.4.1模型的目的 377

9.4.2事件程序 382

9.4.3样本输出 409

9.5舰船的散射中心结构的离线模拟器（GRS）建立 411

9.5.1概述 411

9.5.2模型概述 412

9.5.3样本输出 414

9.6航行态势模拟器：TURBO 416

9.6.1航行态势模拟器的要求 416

9.6.2模型概述 417

9.7参考文献 426

第10章 新技术、新功能和新方案 428

10.1 VTMIS涉及的研究内容和进展 428

10.2非人工语音VTS系统 428

10.3传感器和数据处理技术的发展 429

10.4通信技术的发展 429

10.5 dGPS技术的发展 430

10.6新功能和新项目 431

10.6.1自动船舶标绘系统 431

10.6.2自动船舶识别 433

10.6.3电子海图显示和信息系统（ECDIS） 437

10.6.4其他船舶运动数据（艏首向、转向率、摇摆、倾斜） 439

10.6.5避碰信息的可视性和避碰决策支持 440

10.6.6扩展的航线预测功能 441

10.6.7 VTS信息记录和回放 443

10.6.8远程领航 443

10.6.9高速和低RCS船舶的非合作监测 444

10.6.10人工智能系统（IKBS） 445

10.7 VTS进行安全有效导航须解决的若干问题 445

10.7.1概述 445

10.7.2相关问题的建议 447

10.8参考文献 473

附录10A电子海图显示和信息系统（ECDIS） 474

10A.1定义 474

10A.2 ECDIS的数据传输标准 475

10A.3模型应用 476

附录10B ECDIS在VTS中的应用 478

第11章 成本分析和使用计划 481

11.1成本估计法 481

11.2投入成本 482

11.3运行和维护成本 484

11.4总成本 486

11.5可靠性和可用性 486

11.6使用计划 491

11.6.1使用阶段 491

11.6.2使用原则 493

11.7参考文献 494