本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種一種應(yīng)用于邊防的基于數(shù)字化航海雷達(dá)技術(shù)的海域監(jiān)控系統(tǒng)。其步驟如下：（1）遠(yuǎn)程雷達(dá)站系統(tǒng)搭建；（2）監(jiān)控雷達(dá)站系統(tǒng)搭建；（3）遠(yuǎn)程控制客戶端與服務(wù)器系統(tǒng)搭建。本發(fā)明專利技術(shù)是基于多點X波段與S波段監(jiān)控雷達(dá)站，通過網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)的主動式海面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。同時，融合數(shù)字圖像處理技術(shù)及軟件技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)控雷達(dá)站自主管理，主動捕捉目標(biāo)，并與專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對接，實時上傳監(jiān)控信息。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種海域監(jiān)控系統(tǒng)，具體的說是一種應(yīng)用于邊防的基于數(shù)字化航海雷達(dá)技術(shù)的海域監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在邊防實際應(yīng)用中，違法違規(guī)(例如非法搭靠、越界捕撈、偷渡等)船舶一般都未安裝定位設(shè)備，現(xiàn)有邊防船舶監(jiān)控系統(tǒng)一般通過被動接收船舶發(fā)射的定位信息來跟蹤船舶，無法監(jiān)控此類船舶。監(jiān)控雷達(dá)作為自主的對環(huán)境具有全景式監(jiān)測能力的控測設(shè)備，可對船舶監(jiān)控系統(tǒng)的定位信息進(jìn)行補充，保證邊防部隊更全面的監(jiān)控船舶，及時發(fā)現(xiàn)可疑船舶·并處理，實現(xiàn)真正意義上的科技管海、控海。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有海域監(jiān)控技術(shù)的滯后，提供一種基于數(shù)字化航海雷達(dá)技術(shù)的智能化、高效的海域監(jiān)控系統(tǒng)。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案解決的一種應(yīng)用于邊防的基于數(shù)字化航海雷達(dá)技術(shù)的海域監(jiān)控系統(tǒng)，所述的方法步驟如下 (1)遠(yuǎn)程雷達(dá)站系統(tǒng)搭建； (2)監(jiān)控雷達(dá)站系統(tǒng)搭建； (3)遠(yuǎn)程控制客戶端與服務(wù)器系統(tǒng)搭建。所述步驟(I)中的遠(yuǎn)程雷達(dá)站是由天線、收發(fā)機、處理單元及基建設(shè)施組成。每一個遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站都可以獨立運行，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，并可以連接后臺服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。所屬步驟(I)中的遠(yuǎn)程雷達(dá)站的幾件設(shè)施必須對雷達(dá)站提供穩(wěn)定220V電源及千兆網(wǎng)絡(luò)接口。所述步驟(I)中的遠(yuǎn)程雷達(dá)站中的處理單元包含圖像處理模塊、目標(biāo)捕捉模塊、目標(biāo)跟蹤與分析模塊和網(wǎng)絡(luò)接口模塊。所述步驟(I)中的遠(yuǎn)程雷達(dá)站中的網(wǎng)絡(luò)接口模塊提供兩種接口，一是監(jiān)控雷達(dá)控制接口，可通過專用監(jiān)控雷達(dá)客戶端對監(jiān)控雷達(dá)站進(jìn)行全面控制與原始數(shù)據(jù)觀測；二是專用網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)反饋接口，可根據(jù)已有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，定時向服務(wù)器提交最新跟蹤目標(biāo)信息。所述步驟(2)中的監(jiān)控雷達(dá)站包含天線單元、發(fā)射機單元、接收機單元、信號處理單元和電源單元。 所述的步驟(2 )中的監(jiān)控雷達(dá)站中的天線單元，其天線類型為裂縫天線，也稱波導(dǎo)槽陣天線，天線的設(shè)計參照切比雪夫分布和泰勒分布。所述的步驟(2)中的監(jiān)控雷達(dá)站中的發(fā)射機單元，發(fā)射機的調(diào)制器類型屬于剛性調(diào)制器。所述的步驟(3)中的遠(yuǎn)程控制客戶端是客戶端是基于ANSI C編寫，可集成于已有系統(tǒng)。所述的步驟(3)中的服務(wù)器系統(tǒng)是基于ANSI C，可集成于已有系統(tǒng)。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點 本專利技術(shù)基于X波段與S波段監(jiān)控雷達(dá)對海面區(qū)域主動式掃描，可全天候探測海面以上各類目標(biāo)。本專利技術(shù)的監(jiān)控雷達(dá)獲取的目標(biāo)經(jīng)濾波處理后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。本專利技術(shù)的遠(yuǎn)程客戶端可以通過網(wǎng)絡(luò)，控制監(jiān)控雷達(dá)的所有功能，并可以遠(yuǎn)程觀測監(jiān)控雷達(dá)原始圖像。本專利技術(shù)的每一臺監(jiān)控雷達(dá)的處理單元經(jīng)過初始設(shè)置后，都可以獨立脫管運作，并 將自動捕捉到的目標(biāo)依照定制接口傳送到后臺服務(wù)器。本專利技術(shù)提供服務(wù)器數(shù)據(jù)處理模塊，可以實現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)與AIS目標(biāo)融合顯示于電子海圖上，并提供相應(yīng)的警報設(shè)定功能。附圖說明附圖I為本專利技術(shù)的流程示意 附圖2為遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站信號處理流程； 附圖3為12KW監(jiān)控雷達(dá)收發(fā)機及天線； 附圖4為監(jiān)控雷達(dá)處理單元黑盒； 附圖5為天線單元原理 附圖6為發(fā)射機單元原理 附圖7為接收機原理 附圖8為雷達(dá)信號采集卡原理 附圖8為嵌入式主機單元原理 附圖9為電源單元原理 附圖10為本專利技術(shù)嵌入式軟件流程圖。 附圖11為本專利技術(shù)嵌入式軟件流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，本系統(tǒng)是基于多點X波段與S波段監(jiān)控雷達(dá)站，通過網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)的主動式海面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。同時，融合數(shù)字圖像處理技術(shù)及軟件技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)控雷達(dá)站自主管理，主動捕捉目標(biāo)，并與專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對接，實時上傳監(jiān)控信息。步驟一 如圖2所示，遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站是由天線、收發(fā)機、處理單元及基建設(shè)施組成。遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站布防在沿海各點，覆蓋需監(jiān)控的海域。每一個遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站都可以獨立運行，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，并可以連接后臺服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站架設(shè)于室外，處于開闊地帶，面向檢測海域?；ㄔO(shè)施中，只需對雷達(dá)站提供穩(wěn)定220V電源及千兆網(wǎng)絡(luò)接口即可。單個監(jiān)控雷達(dá)站可精確掃描至少6海里半徑內(nèi)目標(biāo)。多點監(jiān)控雷達(dá)站掃描區(qū)域疊加覆蓋，可大幅提高探測準(zhǔn)確性及抗雜波性能。 監(jiān)控雷達(dá)站處理單元中，包含了 (1)圖像處理模塊(海浪抑制、雨雪抑制等)；(2)目標(biāo)捕捉模塊；(3)目標(biāo)跟蹤與分析模塊；(4)網(wǎng)絡(luò)接口模塊。 其中，網(wǎng)絡(luò)接口模塊提供2種接口 (1)監(jiān)控雷達(dá)控制接口?？赏ㄟ^專用監(jiān)控雷達(dá)客戶端對監(jiān)控雷達(dá)站進(jìn)行全面控制與原始數(shù)據(jù)觀測；(2)專用網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)反饋接口。可根據(jù)已有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，定時向服務(wù)器提交最新跟蹤目標(biāo)信息。 用戶可通過監(jiān)控雷達(dá)客戶端遠(yuǎn)程控制每個監(jiān)控雷達(dá)站，設(shè)定目標(biāo)捕捉規(guī)則。之后，遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站可全天候工作，自動調(diào)整圖像，依照規(guī)則捕捉目標(biāo)?？色@得目標(biāo)的(1)位置信息(經(jīng)緯度)；(2)航行信息(航向航速)；(3)雷達(dá)信息(回波面積)； 遠(yuǎn)程監(jiān)控雷達(dá)站可自動訪問專用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，提交捕捉到的目標(biāo)信息。 步驟二 如圖3和圖4所示，監(jiān)控雷達(dá)站系統(tǒng)主要由監(jiān)控雷達(dá)收發(fā)機、雷達(dá)天線及監(jiān)控雷達(dá)處理單元黑盒組成。如圖5所示，天線單元的主要作用是完成雷達(dá)波的空間定向輻射與反射雷達(dá)波的定向接收任務(wù)。天線類型為裂縫天線，也稱波導(dǎo)槽陣天線。天線的設(shè)計參照切比雪夫分布和泰勒分布，經(jīng)多次實踐總結(jié)編寫了一套裂縫天線設(shè)計的軟件。波導(dǎo)裂縫輻射角度的分布就是由該軟件設(shè)計而得。該軟件已經(jīng)申請國家著作權(quán)保護(hù)。如圖6所示，發(fā)射機的調(diào)制器類型屬于剛性調(diào)制器。觸發(fā)脈沖/重復(fù)頻率發(fā)生器由一片CPLD加時鐘電路組成，其中也包括了開機延遲、脈沖寬度控制、過載保護(hù)等電路。經(jīng)由MOSFETs控制的電壓送到脈沖變壓器，形成高壓推動磁控管。磁控管向系統(tǒng)提供X波段或S波段的雷達(dá)微波能量。如圖7所示，接收機通過微波前端完成微波低噪聲放大、混頻、濾波等功能。然后經(jīng)由中放板將微弱的中頻信號不失真放大十?dāng)?shù)萬倍，經(jīng)檢波形成視頻信號。其中還包括一些自動頻率調(diào)整、增益控制及干擾抑制電路。最后使用阻抗匹配電路將雷達(dá)視頻信號調(diào)理后為遠(yuǎn)距離傳輸做好準(zhǔn)備。如圖8所示，來自雷達(dá)接收機的雷達(dá)回波視頻信號，首先經(jīng)過視頻放大處理。這一工作由一片運算放大器加外圍電路組成。雷達(dá)回波視頻信號為模擬信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成可以被計算機處理的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換器由A/D芯片加外圍電路構(gòu)成，采樣速率為SOMHz-Byte，分辨率為12位bit，保證了近距離回波圖象的清晰。數(shù)字信號處理器由DSP、FPGA加外圍電路構(gòu)成。它引入了雷達(dá)視頻信號(數(shù)字)、觸發(fā)信號、船艏信號、方位信號，再加上由嵌入式主機傳來的雜波抑制控制信號，進(jìn)行了同步、累積、回波平均、雜波抑制等處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)送往嵌入式主機。如圖9所示，嵌入式主機采用嵌入式工業(yè)控制計算機。為了提高整個系統(tǒng)的可靠性，軟件操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux。它具有很好的可靠性和健壯性，而實時性也完全可以滿足系統(tǒng)的需要。嵌入式主機物理上可以通過局域網(wǎng)RJ45接口對外連接。如圖10所示，電源單元是雷達(dá)的重要部件，關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本公司在監(jiān)控雷達(dá)電源的設(shè)計和制造上，采用現(xiàn)代開關(guān)電源技術(shù)和優(yōu)良的器件，使電源更加穩(wěn)定可靠。雷達(dá)的外部電源輸入規(guī)定為直流電壓24V(可由220V交流電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)生)，功率100W之內(nèi)。該電源接入后，經(jīng)過隔離，穩(wěn)壓，轉(zhuǎn)變成+24V直流電壓。再降壓成+-12V，+5V的電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種應(yīng)用于邊防的基于數(shù)字化航海雷達(dá)技術(shù)的海域監(jiān)控系統(tǒng)，所述的方法步驟如下：（1）遠(yuǎn)程雷達(dá)站系統(tǒng)搭建；（2）監(jiān)控雷達(dá)站系統(tǒng)搭建；（3）遠(yuǎn)程控制客戶端與服務(wù)器系統(tǒng)搭建。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊大寧，張旭升，王華祥，
申請(專利權(quán))人：鎮(zhèn)江光寧航海電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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