【摘 要】
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为保障船舶安全营运和绿色航行,提高水上交通效率和保障水域环境,船舶交通管理系统(VTS,Vessel Traffic Service)应运而生。VTS通过现代监测和通讯手段,对水上交通态势进行监控,传递通航信息。它一般由雷达监控系统、船舶自动识别系统(AIS系统)、闭路电视监控系统(CCTV系统)、甚高频通信系统(VHF系统)、水文气象系统以及船舶数据处理系统组成。由于VTS雷达训练需求的不断增加
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为保障船舶安全营运和绿色航行,提高水上交通效率和保障水域环境,船舶交通管理系统(VTS,Vessel Traffic Service)应运而生。VTS通过现代监测和通讯手段,对水上交通态势进行监控,传递通航信息。它一般由雷达监控系统、船舶自动识别系统(AIS系统)、闭路电视监控系统(CCTV系统)、甚高频通信系统(VHF系统)、水文气象系统以及船舶数据处理系统组成。由于VTS雷达训练需求的不断增加、雷达优化分析系统的需求以及雷达电磁仿真平台的需要,VTS模拟器和雷达模拟器的研发显得更加迫切。而准确高效的雷达波传播模型是其核心与基础,如何精确计算不同环境下雷达波的强度,如何计算不同条件下外界条件的干扰,就需要有一个精确的VTS雷达波传播模型。
本文首先介绍了雷达基础理论与传播效应,并对常见电磁波传播模型做了系统的介绍,全面地阐述了影响雷达波传播的重要因素;重点分析了大气衰减、刃峰绕射和大气折射的相关模型,并对两种情况下的雷达波强度变化做出了定量分析;在此基础上,从雨雪杂波和海杂波的影响两方面分析了杂波和干扰对雷达回波的影响,建立了相应模型,并将影响因子整合到了基于雷达方程的考虑多因子影响的VTS雷达波传播模型中。
最后,在YIMAENC平台上建立了相应的雷达与环境场模型,通过建立单个物标模型和整体环境三维可视化模型,从回波图像范围、亮度、盲区、杂波干扰等方面仿真对比了由传播模型计算得出的雷达回波图像与真实雷达回波图像的区别,并对影响因子的表达式与相关因子的取值进行修正。
考虑到多因素影响的VTS雷达波传播模型为建立雷达仿真系统,模拟VTS雷达波的传播、反射效果,实现高精度的仿真和雷达模拟器的研制提供了理论基础。
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