CN106970352A - 用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统和方法 - Google Patents

用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统和方法。系统包括感测系统,感测系统具有:观测平台,其远程位于一个或多个海洋船舶之上,每个观测平台具有导航系统;以及一个或多个仪器装置,其耦接至观测平台。仪器装置具有光学接收器,用于观测、地理定位以及接收来自海洋船舶的光学发射,以检测光学签名。仪器装置具有一个或多个AIS接收器,用于观测、地理定位以及接收来自海洋船舶的AIS发射,以检测AIS签名;一个或多个RF接收器,用于接收来自海洋船舶的RF发射,以检测RF签名;带分析软件的至少一个处理器,用于处理和分析所述光学、AIS以及RF签名,以从海洋船舶中识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶。

Description

用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及用于识别和跟踪海洋船舶交通的系统和方法,并且更具体而言,涉及通过分析光学、自动识别系统(AIS)以及射频(RF)签名识别和跟踪海洋船舶的星载和空载系统和方法。
背景技术
要求海洋船舶交通(例如,国际海洋船舶、大于某些重量的货船以及任何尺寸的客船)使用自动识别系统(AIS)并且携带AIS设备,例如,AIS收发器、转发器或终端,以用于通过与AIS基站、卫星以及其他附近海洋船舶电子交换信息,来识别、定位以及跟踪这种海洋船舶交通。由AIS设备提供的信息或消息包括例如海洋船舶的唯一标识跟踪号、海洋船舶的位置(例如,纬度和经度)、海洋船舶行驶的路线、海洋船舶的速度、海洋船舶的尺寸以及关于海洋船舶的其他信息。
可使用由海洋船舶上的AIS设备发射的并且由AIS接收器接收的AIS信号信标或AIS信号,来识别和跟踪海洋船舶交通。存在已知的系统和方法,其使用基于卫星的AIS接收器以全球识别和跟踪远洋的海洋船舶交通。然而,这种已知的系统和方法可以仅仅使用基于卫星的AIS接收器来全球识别和跟踪远洋的海洋船舶交通,并且可能不会发现或识别未确认的海洋船舶。
未确认的海洋船舶是这样的海洋船舶,即,其不携带或不具有AIS或AIS设备的,可能关闭或停用海洋船舶上的AIS或AIS设备,可能故意改变或篡改其AIS信息,或者可能假冒或伪造来自海洋船舶的AIS信号信标或AIS信号。例如,这种未确认的海洋船舶可能不始终使用AIS设备,因此,不发射AIS信号,尤其在执行非法活动,例如,偷渡、非法捕鱼、武器运输或其他非法活动。
因此,可能仅仅使用基于卫星的AIS接收器来全球识别和跟踪远洋的海洋船舶的这种已知的系统和方法可能增加了跟踪海洋船舶的不确定性,并且可能未发现或识别未确认的海洋船舶。
此外,用于全球识别和跟踪远洋的海洋船舶的已知的系统和方法不一起或者通过集成的方式使用AIS接收器、射频(RF)接收器以及光学接收器,以检测海洋船舶的AIS签名、RF签名以及光学签名,并且继而识别和跟踪未确认的海洋船舶。
因此,在本领域中需要用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的改进的系统和方法,其提供超过用于识别和跟踪这种船舶的已知的系统和方法的优点。
发明内容
本公开满足了用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的改进的系统和方法的这种需要。如在下面详细的描述中所讨论的,用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的改进的系统和方法的实施方式可以提供超过现有系统和方法的显著优势。
在本公开的实施方式中,提供了一种用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统。所述系统包括感测系统。感测系统包括一个或多个观测平台,其远程位于水面上的一个或多个海洋船舶上方。所述一个或多个观测平台均具有导航系统。
感测系统进一步包括一个或多个仪器装置,其耦接至所述一个或多个观测平台中的每个。所述一个或多个仪器装置包括一个或多个光学接收器,其被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的光学发射,以检测光学签名。所述一个或多个仪器装置进一步包括一个或多个自动识别系统(AIS)接收器,其被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)发射,以检测AIS签名。所述一个或多个仪器装置进一步包括一个或多个射频(RF)接收器,其被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)发射,以检测RF签名(signature,特征图)。
所述一个或多个仪器装置进一步包括带有分析软件的至少一个处理器,其被配置成处理和分析所述光学签名、AIS签名以及RF签名,以识别和跟踪所述一个或多个海洋船舶中的一个或多个未确认的海洋船舶。
在本公开的另一个实施方式中,提供了一种用于通过分析光学签名、自动识别系统(AIS)签名以及射频(RF)签名来识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统。所述系统包括感测系统。
感测系统包括一个或多个观测平台,其远程位于在水面上的一个或多个海洋船舶的上方。所述一个或多个观测平台均具有导航系统。所述一个或多个观测平台包括一个或多个星载观测平台、一个或多个空载观测平台或其组合。
感测系统进一步包括一个或多个仪器装置,其耦接至所述一个或多个观测平台。所述一个或多个仪器装置包括一个或多个光学接收器,包括星体跟踪器或星体跟踪器阵列。每个光学接收器被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的光学发射,以检测光学签名。
所述一个或多个仪器装置进一步包括集成的AIS/RF接收器(80),包括一个或多个自动识别系统(AIS)接收器,其被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)发射,以检测AIS签名,并且集成的AIS/RF接收器(80)进一步包括一个或多个射频(RF)接收器,其被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)发射,以检测RF签名。所述一个或多个仪器装置进一步包括一个或多个发射器,其被配置成将来自所述感测系统的所述一个或多个仪器装置的所述光学签名、AIS签名以及RF签名的仪器装置数据传输进行传输。
该系统进一步包括具有一个或多个地面接收器的一个或多个地面站,一个或多个地面接收器被配置成接收来自感测系统的一个或多个仪器装置的仪器装置数据传输。该系统进一步包括具有分析软件的一个或多个计算机,其被配置成处理和分析所述光学签名、AIS签名以及RF签名,以识别和跟踪所述一个或多个海洋船舶中的一个或多个未确认的海洋船舶。
在本公开的另一个实施方式中,提供了一种用于识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶的计算机实现的方法。所述方法包括使感测系统远程定位在位于水面上的一个或多个海洋船舶上方的步骤。
所述感测系统包括一个或多个观测平台,均具有导航系统。所述一个或多个观测平台包括一个或多个星载观测平台、一个或多个空载观测平台或其组合。
所述感测系统进一步包括一个或多个仪器装置,其耦接至所述一个或多个观测平台中的每个。所述一个或多个仪器装置包括一个或多个光学接收器、一个或多个自动识别系统(AIS)接收器以及一个或多个射频(RF)接收器的接收器组件。所述一个或多个仪器装置进一步包括具有分析软件的一个或多个计算机以及一个或多个发射器。
该方法进一步包括使用所述感测系统的接收器组件同时观测、接收以及地理定位来自所述一个或多个海洋船舶的一个或多个光学发射、一个或多个自动识别系统(AIS)发射以及一个或多个射频(RF)发射,以检测一个或多个光学签名、一个或多个自动识别系统(AIS)签名以及一个或多个射频(RF)签名的步骤。
该方法进一步包括使用所述感测系统的一个或多个计算机以及分析软件来处理和分析所述一个或多个光学签名、一个或多个自动识别系统(AIS)签名以及一个或多个射频(RF)签名,以识别和跟踪所述一个或多个海洋船舶中的一个或多个未确认的海洋船舶(30b)的步骤。
已经讨论的特征、功能以及优点可以在本公开的各种实施方式中单独实现或者可以在其他实施方式中组合,参考以下描述和附图,可以看出其进一步细节。
附图说明
参考结合附图进行的以下详细描述,可以更好地理解本公开,附图示出了优选的示例性实施方式,但是不必按照比例绘制,其中:
图1是本公开的系统和感测系统的实施方式的方框图的说明;
图2是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的具有仪器装置的示例性观测平台的环境透视图的说明,并且示出了位于海洋船舶和地面站上方的具有仪器装置的示例性观测平台;
图3A是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的示例性射频(RF)接收器的透视图的说明;
图3B是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的具有星体跟踪器形式的示例性光学接收器的透视图的说明;
图4A是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的分析过程的实施方式的过程流程图的说明;
图4B是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的使用集成的AIS/RF接收器和星体跟踪器阵列的分析过程的实施方式的过程流程图的说明;
图5A是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的仪器装置处理器的方框图的说明;
图5B是可以用于本公开的系统和方法的实施方式中的地面处理器的方框图的说明;
图6是本公开的方法的实施方式的流程图的说明;
图7是飞机制造和服务方法的实施方式的流程图的说明;以及
图8是具有本公开的感测系统的飞机的实施方式的功能方框图的说明。
具体实施方式
现在,在后文中参考附图更完整地描述公开的实施方式,其中,附图示出一些并非所有公开的实施方式。实际上,可以提供几个不同的实施方式,并且这些实施方式不应解释为限于在本文中陈述的实施方式。确切地说,提供这些实施方式,以使得本公开详尽并且向本领域的技术人员完全传达本公开的范围。
现在,参考附图,图1是本公开的系统10和感测系统12的实施方式的方框图的说明。在本公开的一个实施方式中,提供了用于识别和跟踪水面86(见图2)上的一个或多个海洋船舶30(见图1)中的一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。感测系统12优选地是星载和/或空载的。
海洋船舶30(见图1)或海洋交通可以包括国际海洋船舶、大于某些重量的货船、任何尺寸的客船以及任何其他轮船、船只、班轮、船只或其他海洋交通船舶,其需要使用自动识别系统(AIS)并且携带AIS设备,例如,AIS收发器、AIS转发器或AIS终端,以用于通过与AIS基站、卫星以及其他附近海洋船舶电子交换信息,从而识别、定位以及跟踪这种海洋船舶。海洋船舶30(见图1)优选地行驶并位于水面86(见图2)上的一个或多个位置38(见图1)处,例如,在海洋上、在海上或者其他合适的水体上。海洋船舶30(见图1)包括确认的海洋船舶30a(见图1)和未确认的海洋船舶30b(见图1)。
在本文中使用的“未确认的海洋船舶”表示不携带或不具有自动识别系统(AIS)自动跟踪系统或AIS设备(例如,AIS收发器、AIS转发器或AIS终端)的海洋船舶;关闭或停用其AIS设备的海洋船舶;可以故意改变或篡改AIS信息的海洋船舶;和/或可以从海洋船舶发射假冒或伪造的AIS信号信标或AIS信号的海洋船舶。如上所述,由AIS设备提供的信息包括例如海洋船舶的唯一标识跟踪号、海洋船舶的位置(例如,纬度和经度)、海洋船舶行驶的路线、海洋船舶的速度、海洋船舶的尺寸以及关于海洋船舶的其他信息。
如图1所示,系统10包括感测系统12。感测系统12(见图1)包括一个或多个观测平台16(见图1),其可以优选地位于空中88(见图2)或太空中89(见图2),远程地位于水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30(见图1、2)上方。
一个或多个观测平台16(见图1)优选地包括一个或多个导航系统20(见图1),例如,全球定位系统(GPS)20a(见图1)或其他合适的导航系统。优选地,每个观测平台16(见图1)具有导航系统20(见图1),其被计算机化以计算观测平台16的相对位置和方向并且具有从观测平台16到地面的参考位置。
如图1所示,一个或多个观测平台16可以包括一个或多个星载观测平台22、一个或多个空载观测平台24、或所述一个或多个星载观测平台22和所述一个或多个空载观测平台24的组合。进一步如图1所示,一个或多个观测平台16(例如,具有一个或多个星载观测平台22的形式)可以包括卫星26(包括地球观测卫星26a、卫星星座26b(即,多个卫星构成的组))或其他合适的星载观测平台22中的一个或多个。如下面更详细地所讨论的,系统10(见图1)可以使用卫星星座26b(见图1)(例如一组卫星26)以用于海洋船舶30(见图1)的海洋交通跟踪28(见图1),例如,在海洋交通阻塞点29(见图1)。
进一步如图1所示,一个或多个观测平台16(例如,具有一个或多个空载观测平台24的形式)可以包括飞机32、无人机(UAV)34(包括高空UAV 34a)、飞船36(即,充有轻于空气的气体的动力的、可操纵的以及非自由浮动的飞艇)、或能够在飞行高度(例如,高于海平面20,000英尺或以上,海平面以上)行驶的其他合适的空载观测平台24或运输工具中的一个或多个。空载观测平台24(见图1)可以是载人或无人的。
进一步如图1所示,一个或多个观测平台16可以包括一个或多个平台系统18,例如,一个或多个动力系统18a、一个或多个控制系统18b、推进系统18c、遥测和命令系统16d以及其他合适的元件和系统。一个或多个动力系统18a(见图1)提供动力以操作一个或多个观测平台16(见图1)内的元件。一个或多个控制系统18b(见图1)提供观测平台16(见图1)的所有系统之间的控制和协调,并且可以包括热量和温度控制,用于加热和冷却观测平台16(见图1)的元件。推进系统18c(见图1)驱动并且帮助定位观测平台16(见图1)。遥测和命令系统16d(见图1)通过自动化通信过程监控和引导观测平台16(见图1)中的其他系统。
如图1所示,感测系统12进一步包括一个或多个仪器装置40,其耦接至所述一个或多个观测平台16中的每个或者位于其上。所述一个或多个仪器装置40(见图1)包括一个或多个传感器42(见图1),包括接收器组件43(见图1)内的传感器42(见图1)。如图1所示,接收器组件43(见图1)包括一个或多个光学接收器44、一个或多个自动识别系统(AIS)接收器52以及一个或多个射频(RF)接收器60。一个或多个自动识别系统(AIS)接收器52(见图1)和一个或多个射频(RF)接收器60(见图1)可以整合为集成的AIS/RF接收器80(见图1)。
如图1所示,一个或多个仪器装置40包括一个或多个光学接收器44,每个光学接收器被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30的一个或多个光学发射50,以检测一个或多个光学签名46。进一步如图1所示,一个或多个光学接收器44优选地为成像装置48,其包括星体跟踪器48a、星体跟踪器阵列48b、摄像头48c或其他合适的成像装置48中的一个或多个。下面相对于图3B更详细地讨论星体跟踪器48a(见图1)。进一步如图1所示,一个或多个海洋船舶30上的光学发射源51发射一个或多个光学发射50,包括一个或多个海洋船舶30上的可见光50a、舱灯50b、航行灯50c或其他合适的光学发射50中的一个或多个。一个或多个光学发射50(见图1)从一个或多个海洋船舶30(见图1)发射,并且由一个或多个光学接收器44(见图1)接收,以便检测一个或多个光学签名46(见图1)。
如图1所示,所述一个或多个仪器装置40进一步包括一个或多个自动识别系统(AIS)接收器52,每个自动识别系统(AIS)接收器被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30的一个或多个自动识别系统(AIS)发射58,以检测一个或多个自动识别系统(AIS)签名56。进一步如图1所示,一个或多个AIS接收器52均具有自动识别系统(AIS)天线54和其他合适的已知元件。进一步如图1所示,一个或多个海洋船舶30上的自动识别系统(AIS)发射源59从一个或多个海洋船舶30发射一个或多个AIS发射58,包括一个或多个自动识别系统(AIS)信号信标58a或自动识别系统(AIS)信号58b。一个或多个AIS发射58(见图1)从一个或多个海洋船舶30(见图1)中发射,并且由一个或多个AIS接收器52(见图1)观测、地理定位以及接收,以便检测一个或多个AIS签名56(见图1)。AIS接收器52(见图1)优选地包括一个或多个已知的AIS接收器,例如,具有30-300MHz(兆赫)的RF电磁波的VHF(非常高频率)波段范围(相应的波长在10米到1米的范围内)并且更优选地具有156-162MHz(兆赫)的波段范围的接收器。然而,可以使用其他合适的波段范围。AIS信号垂直地传播更远,并且基于太空的或星载AIS接收器提供从太空跟踪全球海洋船舶或交通的能力。
如图1所示,所述一个或多个仪器装置40进一步包括一个或多个射频(RF)接收器60,每个接收器被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30的一个或多个射频(RF)发射66,以检测一个或多个射频(RF)签名64。进一步如图1所示,一个或多个RF接收器60均具有射频(RF)天线62和其他合适的已知元件。进一步如图1所示,一个或多个海洋船舶30上的射频(RF)发射源67从一个或多个海洋船舶30中发射一个或多个RF发射66,包括射频(RF)信号信标66a、海洋雷达信号66b、海洋射频(RF)无线电信号66c和/或其他合适的RF发射中的一个或多个。一个或多个RF发射66(见图1)从一个或多个海洋船舶30(见图1)中发射,并且由一个或多个RF接收器60(见图1)观测、地理定位以及接收,以便检测一个或多个RF签名64(见图1)。RF接收器60(见图1)优选地包括一个或多个已知的RF接收器,例如,具有30-300MHz(兆赫)的RF电磁波的VHF(非常高频率)波段范围(相应的波长在10米到1米的范围内)的接收器;具有300-3000MHz(或3GHz(千兆赫))的RF电磁波的UHF(超高频率)波段范围(相应的波长在1米到10分米的范围内)的接收器;或者具有其他合适的波段范围的接收器。
所述一个或多个仪器装置40(见图1)可以包括集成AIS/RF接收器80(见图1),其包括一个或多个AIS接收器52(见图1)其被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的AIS发射58(见图1)以检测AIS签名56(见图1),并且集成AIS/RF接收器80进一步包括一个或多个RF接收器60(见图1),其被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的RF发射66(见图1),以检测RF签名64(见图1)。
在一个实施方式中,所述一个或多个仪器装置40(见图1)可以包括集成AIS/RF接收器80(见图1、图4B),其定位成与星体跟踪器阵列48b(见图1、图4B)共视轴(共同瞄准,co-boresight)对准82(见图1)。在本文中使用的“共视轴对准”表示一个接收器(例如,集成AIS/RF接收器80)的对称轴(例如,抛物线的对称轴是将抛物线分成两个全等的半等份的垂直线)与另一个接收器(例如,包括星体跟踪器阵列48b的光学接收器44)的对称轴对准,使得接收器朝着地面以及朝着一个或多个海洋船舶30(见图1)在相同的方向对准和指向,并且观测、地理定位以及接收可观测的签名92(见图4A)。集成AIS/RF接收器80(见图1、图4B)包括AIS接收器54(见图1、图4B)和RF接收器60(见图1、图4B)的组合。定位成共视轴对准82(见图1)并且指向地面的集成AIS/RF接收器80(见图1)和星体跟踪器阵列48b(见图1)有利于在水86(见图2)(例如,海洋或大海)的黑暗背景86b(见图2)下检测光学签名46(见图1)。
感测系统12(见图1)和系统10(见图1)可以包括单个或单独的观测平台16(见图1)和仪器装置40(见图1),其中,仪器装置40(见图1)可以包括单个光学接收器44(见图1)、单个AIS接收器52(见图1)或单个RF接收器60(见图1),或者可以包括单个单元集成接收器,例如,集成AIS/RF接收器80(见图1),或其他合适的集成接收器。其他集成接收器可以包括例如光学接收器44(见图1)和AIS接收器52(见图1)的集成、或光学接收器44(见图1)和RF接收器60(见图1)的集成、或光学接收器44(见图1)、AIS接收器52(见图1)以及RF接收器60(见图1)的集成。
在一个示例性实施方式中,感测系统12(见图1)和系统10(见图1)可以包括具有一个仪器装置40(见图1)的一个观测平台16(见图1),一个仪器装置40(见图1)包括光学接收器44(见图1)、AIS接收器52(见图1)以及RF接收器60(见图1)。在另一个示例性实施方式中,感测系统12(见图1)和系统10(见图1)可以包括具有一个仪器装置40(见图1)的一个观测平台16(见图1),一个仪器装置40(见图1)包括光学接收器44(见图1)和RF接收器60(见图1),并且感测系统12可以包括具有一个仪器装置40(见图1)的另一个观测平台16(见图1),一个仪器装置40(见图1)包括AIS接收器52(见图1)。在另一个示例性实施方式中,感测系统12(见图1)和系统10(见图1)可以包括三个单独的观测平台16(见图1),每个观测平台具有单独的仪器装置40(见图1),其中,第一仪器装置包括光学接收器44(见图1),第二仪器装置40包括RF接收器60(见图1),并且第三仪器装置40包括AIS接收器52(见图1)。还可以使用观测平台16(见图1)和具有一个或多个接收器的仪器装置40(见图1)的其他合适的组合。
如图1所示,一个或多个仪器装置40优选地进一步包括位于感测系统12(见图1)和系统10(见图1)的仪器装置40(见图1)上或内的至少一个处理器68、或一个或多个处理器68,例如,具有仪器装置处理器68a或一个或多个仪器装置处理器68a的形式。所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)可以优选地具有分析软件110(见图5A)和/或安装在处理器68(见图1、5A)(例如,仪器装置处理器68a(见图1、5A),其可以具有计算机100(见图5A)的形式)上或者编程在该处理器中的其他软件程序。
具有分析软件110(见图5A)的所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)优选地被配置成处理和分析一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1),以便识别和跟踪一个或多个海洋船舶30(见图1)中的一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
具有分析软件110(见图5A)的所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)可以被配置成收集和处理或者首先处理从光学接收器44(见图1)、AIS接收器52(见图1)和/或RF接收器60(见图1)中接收的数据72(见图1),包括一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)和/或一个或多个RF签名64(见图1)的数据或者与其相关的数据72(见图1)。具有分析软件110(见图5A)的所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)可以被配置成识别数据72(见图1)中的一个或多个异常值74(见图1),例如,其中,在不存在AIS发射58(见图1)(例如,AIS信号58b(见图1))时存在RF发射66(见图1),例如,RF信号66a(见图1),这能够并且促进识别潜在的未确认的海洋船舶30c(见图1)。
具有分析软件110(见图5A)的所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)可以被配置成将数据72(见图1)归纳为位置数据集76(见图1),该数据集识别极有可能为未确认的海洋船舶30b(见图1)的那些海洋船舶30(见图1)。具有分析软件110(见图5A)的所述至少一个处理器68(见图1、5A)(例如,具有仪器装置处理器68a(见图1、5A)的形式)可以被配置成绘制一个或多个海洋船舶30(见图1)的地图(map)并且使RF签名64(见图1)与光学签名46(见图1)相关联,以识别与AIS发射58(见图1)或RF发射66(见图1)不对应的光学发射50(见图1)。该相关性识别和确定一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
优选地,感测系统10(见图1)同时观测来自一个或多个海洋船舶30(见图1)的光学发射50(见图1)和RF发射66(见图1),以识别海洋船舶30(见图1)的状态何时从确认的海洋船舶30a(见图1)变成未确认的海洋船舶30b(见图1)。优选地,感测系统10(见图1)检测来自一个或多个海洋船舶30(见图1)的光学签名46(见图1)、AIS签名56(见图1)和/或RF签名64(见图1),以识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
如图1所示,一个或多个仪器装置40可以进一步包括一个或多个发射器78。一个或多个发射器78(见图1)可以将数据72(见图1)从感测系统12(见图1)的仪器装置40(见图1)中传输给一个或多个单独的数据系统,例如,位于一个或多个地面站14(见图1、2)上的系统。尤其地,一个或多个发射器78(见图1)可以被配置成将用于一个或多个光学签名46(见图1)、经处理的AIS签名56(见图1)以及经处理的RF签名64(见图1)的或者与其相关的仪器装置数据传输79(见图1、2)从一个或多个仪器装置40(见图1)中传输给位于一个或多个地面站14(见图1、2)上的一个或多个地面接收器70(见图1)。一个或多个仪器装置40可以进一步包括额外元件,例如,一个或多个转发器、一个或多个收发器、额外天线或其他合适的已知元件。
在一个实施方式中,系统10(见图1)包括感测系统12(见图1),并且不包括与感测系统12(见图1)通信的一个或多个地面站14(见图1)。例如,感测系统12可以包括具有仪器装置40(见图1)的飞机32(见图1),该仪器装置具有包括光学接收器44(见图1)、AIS接收器52(见图1)以及RF接收器60(见图1)的接收器组件43(见图1),并且具有带有分析软件110(见图5A)或其他软件程序的仪器装置处理器68a,其被配置成执行接收数据、收集数据、处理数据、初始处理数据、储存数据或其他合适的过程中的一个或多个过程,其中,感测系统12(见图1)在飞机32(见图1)在空中88(见图2)时获得数据72(见图1)。一旦飞机32在地面上,数据72就可以从仪器装置处理器68a(见图1)中去除并且使用带分析软件110(见图5A)或其他软件程序的地面处理器68b(见图1)进一步处理和分析。
在系统10(见图1)的另一个实施方式中,系统10包括感测系统12(见图1)和与感测系统12(见图1)通信的一个或多个地面站14(见图1)。公开了系统10(见图1),用于通过分析光学签名46(见图1)、自动识别系统(AIS)签名56(见图1)以及射频(RF)签名64(见图1),来识别和跟踪未确认的海洋船舶30b(见图1)。
如图1所示并且如上所述,系统10包括感测系统12。进一步如图1所示,感测系统12包括一个或多个观测平台16,其远程位于水面上86的一个或多个海洋船舶30上方。所述一个或多个观测平台16(见图1)均具有导航系统20(见图1)。所述一个或多个观测平台16(见图1)包括一个或多个星载观测平台22(见图1)、一个或多个空载观测平台24(见图1)或其组合。
如上所述,感测系统12(见图1)包括一个或多个仪器装置40(见图1),其耦接至所述一个或多个观测平台16(见图1)。所述一个或多个仪器装置40(见图1)包括一个或多个光学接收器44(见图1),其包括星体跟踪器48a(见图1)或星体跟踪器阵列48b(见图1)或其他合适的光学接收器44(见图1)。每个光学接收器44(见图1)被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个光学发射50(见图1),以检测一个或多个光学签名46(见图1)。一个或多个光学发射50(见图1)包括在一个或多个海洋船舶30(见图1)上的可见光50a(见图1)、舱灯50b(见图1)以及航行灯50c(见图1)中的一个或多个。
所述一个或多个仪器装置40(见图1)进一步包括集成的AIS/RF接收器80(见图1),包括一个或多个AIS接收器52(见图1),其被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的AIS发射58(见图1),以检测AIS签名56(见图1),并且集成的AIS/RF接收器80进一步包括一个或多个RF接收器60(见图1),其被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的RF发射66(见图1),以检测RF签名64(见图1)。AIS发射58(见图1)包括来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的自动识别系统(AIS)信号信标58a(见图1)和自动识别系统(AIS)信号58b(见图1)中的一个或多个。RF发射66(见图1)包括来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的射频RF信号66a(见图1)、海洋雷达信号66b(见图1)以及海洋射频(RF)无线电信号66c(见图1)中的一个或多个。在一个或多个实施方式中,所述一个或多个仪器装置40(见图1)可以包括集成AIS/RF接收器80(见图1),其定位成与光学接收器44(见图1)(例如,星体跟踪器48a(见图1)或星体跟踪器阵列48b(见图1))共视轴对准82(见图1)。
如图1所示,一个或多个仪器装置40进一步包括一个或多个发射器78,其被配置成将用于一个或多个光学签名46、一个或多个AIS签名56以及一个或多个RF签名64的或者与其相关的仪器装置数据传输79从感测系统12的一个或多个仪器装置40中传输。
在该实施方式中,如图1所示,系统10进一步包括具有一个或多个地面接收器70的一个或多个地面站14,一个或多个地面接收器70被配置成从感测系统12的一个或多个仪器装置40中接收仪器装置数据传输79。
系统10(见图1)进一步包括具有分析软件110(见图5A-5B)的一个或多个处理器68(见图1),例如,一个或多个计算机100(见图5A-5B),其被配置成处理和分析一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1),以识别和跟踪一个或多个海洋船舶30(见图1)中的一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。多个处理器68(见图1)(例如,多个计算机100(见图5A-5B))可以位于一个或多个仪器装置40(见图1)上,可以位于一个或多个地面站14(见图1)上,或者可以位于一个或多个仪器装置40(见图1)上和一个或多个地面站14(见图1)上。
一个或多个处理器68(见图1、5A)可以包括一个或多个仪器装置处理器68a(见图1、5A),其包括位于一个或多个仪器装置40(见图1)上或内的一个或多个计算机100(见图5A)。一个或多个处理器68(见图1、5B)可以进一步包括一个或多个地面处理器68b(见图1、5B),其位于一个或多个地面站14(见图1、2)上或内。一个或多个地面站14(见图1、2)可以包括一个或多个地面接收器70(见图1、2),其耦接至具有分析软件110(见图5B)的一个或多个处理器68(见图1、5B)(例如,具有一个或多个计算机100(见图5B)的形式),一个或多个处理器68包括一个或多个地面处理器68b(见图1、5B),被配置成处理、进一步处理和/或分析用于传输的光学签名46(见图1)、传输的AIS签名56(见图1)以及传输的RF签名64(见图1)的数据或者与其相关的数据72(见图1)。
具有分析软件110(见图5B)的一个或多个处理器68(见图1、5A)(例如,具有地面处理器68b(见图1、5B)的形式)可以被配置成收集和处理或者初始处理从一个或多个仪器装置40(见图1)中接收的一个或多个海洋船舶30(见图1)的光学签名46(见图1)、AIS签名56(见图1)以及RF签名64(见图1)的数据或者与其相关的数据72(见图1)(例如,仪器装置数据传输79(见图1))。具有分析软件110(见图5B)的一个或多个处理器68(见图1、5B)(例如,具有地面处理器68b(见图1、5B)的形式)可以被配置成识别数据72(见图1)中的一个或多个异常值74(见图1),这能够并且促进识别潜在的未确认的海洋船舶30c(见图1)。
具有分析软件110(见图5B)的一个或多个处理器68(见图1、5B)(例如,具有地面处理器68b(见图1、5B)的形式)可以被配置成将数据72(见图1)归纳为位置数据集76(见图1),该数据集识别极有可能为未确认的海洋船舶30b(见图1)的那些海洋船舶30(见图1)。具有分析软件110(见图5B)的一个或多个处理器68(见图1、5B)(例如,具有地面处理器68b(见图1、5B)的形式)可以被配置成绘制一个或多个海洋船舶30(见图1)的地图并且使RF签名64(见图1)与光学签名46(见图1)相关联,以识别与AIS发射58(见图1)或RF发射66(见图1)不对应的光学发射50(见图1)。该相关性识别和确定一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
一个或多个地面站14(见图1、2)或地面位置或站可以位于全世界。一个或多个地面站14(见图1)优选地实现通信网络,以访问系统10(见图1)的感测系统12(见图1),并且提供与其他数据网络的接口。一个或多个地面站14(见图1、2)可以包括独立站、控制中心、网络控制中心、一个或多个天线罩,例如,包括封闭的跟踪天线、控制器、处理器、收发器以及无线电设备,或其他合适的地面站14(见图1)。
现在,参考图2,图2是可以用于本公开的系统10、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的具有仪器装置40的示例性观测平台16的环境透视图的说明,并且示出了位于水面上86的海洋船舶30上方并且与地面87上的地面站14通信的、具有仪器装置40的示例性观测平台16。如图2所示,一个或多个观测平台16可以包括一个或多个星载观测平台22,例如,具有位于太空89内的卫星26的形式。进一步如图2所示,一个或多个观测平台16可以包括一个或多个空载观测平台24,例如,具有位于空中88的飞机32或者位于空中88的高空无人机(UAV)34a的形式。如图2所示,系统10可以包括具有仪器装置40的星载观测平台22,和/或可以包括具有仪器装置40的一个或多个空载观测平台24。
进一步如图2所示,海洋船舶30在水面86上并且位于水上位置86a。为了在一个或多个观测平台16(见图1、2)上由一个或多个光学接收器44(见图1)(例如,星体跟踪器48a(见图1))观测和检测光学签名46(见图1),水86提供黑暗背景86b(见图2),用于检测光学签名46(见图1)。图2示出了具有仪器装置40的系统10,仪器装置40接收从海洋船舶30中发射的光学发射50(例如,具有一个或多个可见光50a的形式),接收从海洋船舶30中发射的AIS发射58(例如,具有AIS信号信标58a的形式),并且接收从海洋船舶30中发射的RF发射源66(例如,具有RF信号66a的形式)。
图2进一步示出了在地面87上位于地面位置87a的地面站14。地面站14(见图2)具有地面接收器70(见图2),其被配置成从系统10(见图2)的一个或多个仪器装置40(见图2)中接收用于光学签名46(见图1)、AIS签名56(见图1)以及RF签名64(见图1)的或者与其相关的仪器装置数据传输79(见图2)。仪器装置数据传输79(见图2)可以从系统10(见图1、2)和感测系统12(见图1)的一个或多个仪器装置40(见图1、2)的一个或多个发射器78(见图1)中传输。地面站14(见图1、2)可以包括具有或者编程有分析软件110(见图5B)的一个或多个地面处理器68b(见图1、5B),例如,一个或多个计算机100(见图5B),其被配置成处理和分析光学签名46(见图1)、AIS签名56(见图1)以及RF签名64(见图1),以便识别和跟踪一个或多个海洋船舶30(见图1、2)中的一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
现在,参考图3A,图3A是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图1)的实施方式中的示例性射频(RF)接收器60的透视图的说明。如图3A所示,RF接收器60包括RF天线62。RF接收器60(见图3A)优选地包括一个或多个已知的RF接收器,例如,具有30-300MHz(兆赫)的RF电磁波的VHF(非常高频率)波段范围(相应的波长在10米到1米的范围内)的接收器;具有300-3000MHz(或3GHz(千兆赫))的RF电磁波的UHF(超高频率)波段范围(相应的波长在1米到10分米的范围内)的接收器;或者具有其他合适的波段范围的接收器。
现在,参考图3B,图3B是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的具有星体跟踪器48a的形式的示例性光学接收器44的透视图的说明。星体跟踪器48a(见图3A)是已知的光学装置,其使用光电池或摄像头来测量物体的位置。星体跟踪器的实例包括基于电荷耦合装置(CCD)的星体跟踪器,该星体跟踪器优选地具有小尺寸并且重量轻。
星体跟踪器或星体相机通常用作天体参考装置,其识别星体模式,例如,星座。然而,在公开的感测系统12(见图1)、系统10(见图1)以及方法150(见图6)中,通过朝着地面并且尤其朝着水面上86(见图2)(例如,在海洋或大海上行驶)的一个或多个海洋船舶30(见图1、2)引导或导向星体跟踪器48a(见图1、3B)或星体跟踪器阵列48b(见图1、3B)的这样新或新型的方式,来使用星体跟踪器48a(见图1、3B)和星体跟踪器阵列48b(见图1、3B),以观测、地理定位以及接收来自一个或多个海洋船舶30(见图1、2)的一个或多个光学发射50(见图1),以便检测一个或多个光学签名46(见图1)。因此,如在本文中公开的感测系统12(见图1)、系统10(见图1)以及方法150(见图6)中所使用的,星体跟踪器48a(见图1、3B)或星体跟踪器阵列48b(见图1)用作光学接收器,其具有至少一个成像装置或摄像头,耦接至在远程位于空中88(见图2)或太空中89(见图2)、位于一个或多个海洋船舶30(见图1)上方的观测平台16(见图1)上的仪器装置40(见图1)。在星体跟踪器48a(见图1、3B)或星体跟踪器阵列48b(见图1)用在公开的感测系统12(见图1)、系统10(见图1)以及方法150(见图6)中时,朝着地面并且尤其朝着水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30引导或指向,以观测、地理定位以及接收一个或多个光学发射50(见图1、2),包括一个或多个海洋船舶30(见图1)上的可见光50a(见图1、2)、舱灯50b(见图1)、航行灯50c(见图1)或其他合适的光学发射50(见图1)中的一个或多个,以便检测一个或多个光学签名46(见图1)。
现在,参考图4A,图4A是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的分析过程90的实施方式的过程流程图的说明。分析过程90(见图4A)使用具有分析软件110(见图5A-5B)的处理器68(见图5A-5B)(例如,计算机100(见图5A-5B)),来形成可观测的签名92(见图4A)的地图84(见图1)。由一个或多个光学接收器44(见图1)观测和接收的可观测的签名92(见图4A)用于形成一个或多个光学签名46(见图1)的地图84a(见图4A)。由一个或多个AIS接收器52(见图1)观测和接收的可观测的签名92(见图4A)用于形成一个或多个AIS签名56(见图1)的地图84b(见图4A)。由一个或多个RF接收器60(见图1)观测和接收的可观测的签名92(见图4A)用于形成一个或多个RF签名64(见图1)的地图84c(见图4A)。
如图4A所示,分析过程90包括步骤94,识别具有光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),并且识别的位置数据集76(见图1)用于形成潜在的未确认的海洋船舶30c(见图4A)的第一地图84d。
如图4A所示,分析过程90进一步包括步骤96,识别具有RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),并且识别的位置数据集76(见图1)用于形成潜在的未确认的海洋船舶30c(见图1)的第二地图84e。
如图4A所示,分析过程90进一步包括步骤97,确定存在于所述第一地图84d和第二地图84e上的一个或多个位置38(见图1),并且使用被确定用于形成识别所述一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的第三地图84f的位置数据集76(见图1)。确定第三地图84f(见图4A)的位置数据集76(见图1)可以包括:通过具有分析软件110(见图5A-5B)的处理器68(见图1、图5A-5B)(例如计算机100(见图5A-5B))比较、相关、汇总(summing,求和)具有光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1)和具有RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),以去除任何误报。第三地图84f(见图4A)包括一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个位置38(见图1)的另一个数据集76(见图1),其中,检测到光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1),以及检测到RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)。
现在,参考图4B,图4B是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的使用集成AIS/RF接收器80和星体跟踪器阵列48b的分析过程98的实施方式的过程流程图的说明。如图4B所示,在星体跟踪器阵列48b和集成AIS/RF接收器80定位成共视轴对准82(见图1)并且指向地面时,可以在水86(见图2)(例如,海洋或大海或其他水体)的黑暗背景86b(见图2)下检测光学签名46(见图1)。星体跟踪器阵列48b(见图4B)从光学发射50(见图1)中形成所有光学签名46(见图1)的地图84a(见图4B),例如,水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30(见图1)的可见光50a(见图1)、舱灯50b(见图1)、航行灯50c(见图1)或其他合适的光学发射50(见图1)。
如图4B所示,集成AIS/RF接收器80形成AIS签名56(见图1)和/或RF签名64(见图1)的地图84g。然后,比较光学签名46(见图1)的地图84a(见图4B)和AIS签名56(见图1)和/或RF签名64(见图1)的地图84g(见图4B),并且通过计算机(见图5A-5B)和分析软件110(见图5A-5B)执行识别具有光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1)和/或没有RF签名64(见图1)的一个或多个位置38(见图1)的过程步骤99,以识别未传输AIS信号58b(见图1)和/或RF信号66a(见图1)或RF海洋雷达信号66b(见图1)的海洋船舶30(见图1)。这是未确认的海洋船舶30b(见图1)的指示。图4B示出了形成或生成的未确认的海洋船舶30b的地图84h。
集成AIS/RF接收器80(见图1、4B)观测、地理定位以及接收AIS发射58(见图1)和RF发射66(见图1),并且使AIS接收器52(见图4B)和RF接收器60(见图4B)接收的AIS发射58(见图1)和RF发射66(见图1)相关联。该关联性优选地识别一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
现在,参考图5A至图5B,图5A是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的处理器68(例如,具有仪器装置处理器68a的形式)的方框图的说明,并且,图5B是可以用于本公开的系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式中的处理器68(例如,具有地面处理器68b的形式)的方框图的说明。系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)是全计算机实现的。
如图5A-图5B所示,一个或多个仪器装置处理器68a(见图5A)和一个或多个地面处理器68b(见图5B)可以均包括一个或多个计算机100或至少一个计算机100,其通过一个或多个通信连接102连接至系统存储器104、一个或多个储存装置114、一个或多个可选的输入/输出接口116、CPU(中央处理单元)120以及一个或多个通信接口122。
一个或多个通信连接102(见图5A-图5B)优选地被配置成通过处理器68(见图5A-图5B)(例如,计算机100(见图5A-图5B))内和/或连接至处理器68(见图5A-图5B)(例如,计算机100(见图5A-图5B))的元件之间的有线连接、无线连接或其他合适的连接,来提供通信或传输数据。一个或多个通信连接102(见图5A-图5B)可以具有总线或数据总线或其他合适的通信系统或框架的形式,其提供处理器68(见图5A-图5B)(例如,计算机100(见图5A-图5B))内和/或与该处理器连接的元件之间的通信或数据传输。
如图5A-图5B所示,系统存储器104可以包括操作系统106、多个应用108以及一个或多个软件程序,例如,分析软件110,例如,用于地图和确定112(例如,地图和确定)可观测的签名92(见图4A)中的一个或多个位置38(见图1)。系统存储器104(见图5A-图5B)可以包括随机存取存储器(RAM)(包括动态和/或静态RAM)、片上或片外高速缓冲存储器、或其他合适的系统或计算机存储器104(见图5A-图5B)中的一个或多个。
一个或多个储存装置114(见图5A-图5B)可以用于在一个或多个仪器装置处理器68a(见图5A)中储存数据72(见图1)和/或在一个或多个地面处理器68b(见图5B)中储存数据72(见图1)。用于操作系统106(见图5A-图5B)、应用程序108(见图5A-图5B)和/或分析软件110(见图5A-图5B)或其他软件程序的指令也可以位于储存装置114(见图5A-图5B)内。一个或多个储存装置114(见图5A-图5B)可以包括闪速存储器、硬盘驱动器、只读存储器(ROM)、磁存储装置(例如,硬盘、软盘驱动器以及可重写的磁带、可重写的光盘驱动器和/或介质)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、或其他合适的持久性储存装置114(见图5A-图5B)中的一个或多个。用于储存装置114(见图5A-图5B)的介质还可以是可移除的,例如,可移除的硬盘驱动器。
进一步如图5A-图5B所示,可选的输入/输出接口116与相应可选的输入/输出装置118相接,并且可以通过一个或多个通信连接102连接。一个或多个仪器装置处理器68a(见图5A)和一个或多个地面处理器68b(见图5B)(例如,具有一个或多个计算机100(见图5A-图5B)的形式)可以通过一个或多个通信连接102(见图5A-图5B)连接至输入/输出接口116(见图5A-图5B)。一个或多个输入/输出接口116(见图5A-图5B)可以包括显示器、显示装置或其他装置以显示信息或数据。
一个或多个输入/输出装置118(见图5A-图5B)可以给数据72(见图1)的输入和输出提供连接至处理器68(见图5A-图5B)的其他装置。一个或多个输入/输出装置118(见图5A-图5B)可以包括诸如键盘、鼠标、控制杆或其他合适的输入/输出装置118(见图5A-图5B)等装置。例如,一个或多个输入/输出装置118(见图5A-图5B)可以提供通过键盘和鼠标的连接,或者可以将输出发送给打印机或其他装置。
CPU(中央处理单元)120(见图5A-图5B)优选地用于实行或执行可以位于系统存储器104(见图5A-图5B)内的用于分析软件(见图5A-图5B)的计算机实现的指令,和/或可以载入或编程到计算机100(见图5A-图5B)内的其他软件程序。这些指令可以称为系统逻辑。系统逻辑可以包括算法、程序代码、计算机可使用程序代码、计算机可读程序代码、计算机软件(例如,分析软件110(见图5A-图5B))、或CPU 120(见图5A-图5B)可以读取和执行的其他合适的系统逻辑。系统逻辑可以在不同的物理或计算机可读介质上体现,例如,计算机可读储存介质、计算机可读信号介质或其他合适的计算机可读介质,并且储存在系统存储器104(见图5A-图5B)内或者一个或多个储存装置114(见图5A-图5B)内。CPU120(见图5A-图5B)可以包括多个CPU处理器、多处理器核、或某种其他类型的处理器,这取决于特定的实现方式。如图5A-图5B所示,一个或多个计算机100可以通过一个或多个通信连接102与CPU 120(见图5A-图5B)通信或连接。
一个或多个通信接口122(见图5A-图5B)可以与其他单独的处理器或计算机相接。一个或多个通信接口122(见图5A-图5B)可以被配置成根据多个有线或无线链路或通信标准中的任一个提供通信链路。一个或多个通信接口122(见图5A-图5B)可以包括网络数据处理系统内连接一起的各种计算机100(见图5A-图5B)和装置之间的网络链路,各种计算机(见图5A-图5B)和装置通过有线连接、无线通信链路、光纤或其他合适的网络连接而连接在一起并且可以连接至网络、服务器、互联网或其他系统或装置。
如图5A-图5B所示,一个或多个计算机100可以通过一个或多个通信连接102与一个或多个通信接口122通信或连接。在图5A中,关于仪器装置处理器68a,通信接口122显示为与发射器78通信或连接,并且将数据72(见图1)或信息(例如,仪器装置数据传输79(见图5A))从仪器装置处理器68a中传送给发射器78。然后,发射器78(见图5A)将数据72(见图1)或信息(例如,仪器装置数据传输79(见图1、2))传输或传送给一个或多个地面接收器70(见图1),其耦接至位于一个或多个地面站14(见图1、2)内或上的一个或多个地面处理器68b(见图1、5B)。在图5B中,对于地面处理器68b,通信接口122显示为与位于一个或多个地面站14(见图1、2)上的地面接收器70通信或连接。通信接口122(见图5B)接收从地面接收器70(见图5B)中传输或传送的数据72(见图1)或信息(例如,仪器装置数据传输79(见图1、2))。地面接收器70(见图5B)接收从耦接至感测系统12(见图1)和系统10(见图1)的一个或多个仪器装置处理器68a(见图1、5A)的发射器78(见图1、5A)中传输或传送的数据72(见图1)或信息(例如,仪器装置数据传输79(见图1、2))。
针对处理器68(见图5A-图5B)说明的不同元件并非旨在提供对可以实现不同实施方式的方式的构造限制。不同的示意性实施方式可以在处理器或数据处理系统中实现,包括除了和/或代替针对处理器68(见图5A-图5B)示出的元件以外的元件。从示出的说明性实例中,在图5A-图5B示出的其他元件可以有所改变。可以使用能够运行系统逻辑(例如,程序代码、计算机软件(分析软件110(见图5A-图5B)或其他合适的系统逻辑)的任何硬件装置或系统实现不同的实施方式。
在本公开的另一个实施方式中,提供了一种用于识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的方法150(见图6)。图6是示出本公开的方法150的示例性实施方式的流程图的说明。
现在,参考图6,如图6所示,方法150包括步骤152,将感测系统12(见图1、2)定位成远程位于水面86(见图2)上的一个或多个海洋船舶30(见图2)上方。优选地,感测系统12(见图2)定位成远程位于水面86(见图2)上的一个或多个海洋船舶30(见图2)(例如远洋航行的或海上航行的海洋船舶或其他行驶的海洋船舶)上方或顶上方的太空89(见图2)内或空中88(见图2)。
如上所述,系统10(见图1)的感测系统12(见图1)包括一个或多个观测平台16(见图1),均具有导航系统20(见图1),例如,GPS 20a(见图1),或其他合适的导航系统。一个或多个观测平台16(见图1)包括一个或多个星载观测平台22(见图1)、一个或多个空载观测平台24(见图1)或其组合。
感测系统12(见图1)进一步包括一个或多个仪器装置40(见图1),其耦接至所述一个或多个观测平台16(见图1)。一个或多个仪器装置40(见图1)包括接收器组件43(见图1)。接收器组件43(见图1)包括一个或多个光学接收器44(见图1)、一个或多个自动识别系统(AIS)接收器52(见图1)以及一个或多个射频(RF)接收器60(见图1)。感测系统12(见图1)进一步包括具有分析软件110(见图5A-图5B)的一个或多个处理器68(参加图1、图5A和图5B)(例如,一个或多个计算机100(见图5A-图5B))。感测系统12(见图1)可以进一步包括一个或多个发射器78(见图1)。
将感测系统12(见图1、2)定位成远程位于水面86(见图2)上的一个或多个海洋船舶30(见图2)上方的步骤152可以进一步包括:使用具有包括卫星星座26b(见图1)的多个星载观测平台22(见图1)的感测系统12(见图1)来全球执行海洋交通跟踪28(见图1)并且监控海洋交通阻塞点29(见图1)。卫星星座26b(见图1)可以包括多个小卫星26(见图1)。在该实施方式中,感测系统12(见图1)包括具有一个或多个仪器装置40(见图1)的卫星星座26b(见图1),所述仪器装置具有一个或多个光学接收器44、一个或多个自动识别系统(AIS)接收器52(见图1)以及一个或多个射频(RF)接收器60(见图1)的接收器组件43(见图1)。
优选地,卫星星座26b(见图1)通过识别、跟踪、监控并且检测海洋交通的并且尤其在海洋交通阻塞点29(见图1)的光学签名46(见图1)、自动识别系统(AIS)签名56(见图1)以及射频(RF)签名64(见图1),,来提供整个地球的全球观测并且允许全球海洋交通跟踪28(见图1)。在本文中使用的“海洋交通阻塞点”表示窄海洋水路(即,海洋、大海)通道、或在用作大量海洋船舶交通的船运航线或航线的并且在海洋船舶交通穿过窄水路通道时变为调整航向(back up)或堵塞的陆地部分之间的通道。海洋交通阻塞点29(见图1)通常结束驱动海洋船舶交通。因此,感测系统12(见图1)可以用于全球跟踪和监控那些海洋交通阻塞点29(见图1)。
如图6所示,方法150进一步包括步骤154,使用感测系统12(见图1)的接收器组件43(见图1)同时观测、接收以及地理定位来自一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个光学发射50(见图1)、一个或多个自动识别系统(AIS)发射58(见图1)以及一个或多个射频(RF)发射66(见图1),以便检测一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个自动识别系统(AIS)签名56(见图1)以及一个或多个射频(RF)签名64(见图1)。
使用感测系统12(见图1)的接收器组件43(见图1)同时观测、接收以及地理定位的步骤154(见图6)可以优选地进一步包括:使用一个或多个光学接收器44(见图1)接收一个或多个光学发射50(见图1),光学接收器44包括成像装置48(见图1),其包括星体跟踪器48a(见图1)、星体跟踪器阵列48b(见图1)、摄像头48c(见图1)或其他合适的成像装置48(见图1)中的一个或多个,一个或多个光学发射包括在一个或多个海洋船舶30(见图1)上的可见光50a(见图1)、舱灯50b(见图1)、航行灯50c或另一个合适的光学发射50(见图1)中的一个或多个。
使用感测系统12(见图1)的接收器组件43(见图1)同时观测、接收以及地理定位的步骤154(见图6)可以优选地进一步包括:使用一个或多个AIS接收器52(见图1)接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个AIS发射58(见图1),一个或多个AIS发射包括自动识别系统(AIS)信号信标58a(见图1)、自动识别系统(AIS)信号58b(见图1)或其他合适的AIS发射58或信号中的一个或多个。
使用感测系统12(见图1)的接收器组件43(见图1)同时观测、接收以及地理定位的步骤154(见图6)可以优选地进一步包括:使用一个或多个RF接收器60(见图1)接收来自所述一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个RF发射66(见图1),其包括射频(RF)信号66a(见图1)、海洋雷达信号66b(见图1)、海洋射频(RF)无线电信号66c(见图1)或其他合适的RF发射(见图1)或信号中的一个或多个。
使用感测系统12(见图1)的接收器组件43(见图1)同时观测、接收以及地理定位的步骤154(见图6)可以优选地进一步包括:同时观测来自水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个光学发射50(见图1)和一个或多个RF发射66(见图1),以识别海洋船舶30(见图1)的状态何时从确认的海洋船舶30a(见图1)变成未确认的海洋船舶30b(见图1)。
如图6所示,方法150进一步包括步骤156,使用感测系统12(见图1)的一个或多个计算机100(见图5A-图5B)以及分析软件110(见图5A-图5B)来识别和跟踪从一个或多个海洋船舶30(见图1)中的一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
使用感测系统12(见图1)的一个或多个计算机100(见图5A-图5B)以及分析软件110(见图5A-图5B)来处理和分析一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1)并且识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的步骤156可以优选地进一步包括:步骤94(见图4A),识别具有光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),以获得潜在的未确认的海洋船舶30c(见图1)的第一地图84d(见图4A)。第一地图84d(见图4A)包括一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个位置38(见图1)的位置数据集76(见图1),其中,检测到光学签名46(见图1),但未检测到AIS签名56(见图1)。
使用感测系统12(见图1)的一个或多个计算机100(见图5A-图5B)以及分析软件110(见图5A-图5B)来处理和分析一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1)并且识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的步骤156可以优选地进一步包括:步骤96(见图4A),识别具有RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),以获得潜在的未确认的海洋船舶30c(见图4A)的第二地图84e(见图4A)。第二地图84e(见图4A)包括一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个位置38(见图1)的另一个位置数据集76(见图1),其中,检测到RF签名64(见图1),但未检测到AIS签名56(见图1)。
使用感测系统12(见图1)的一个或多个计算机100(见图5A-图5B)以及分析软件110(见图5A-图5B)来处理和分析一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1)并且识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的步骤156可以优选地进一步包括:步骤97(见图4A),确定存在于第一地图84d(见图4A)和第二地图84e(见图4A)上的一个或多个位置38(见图1),以获得识别一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)的第三地图84f(见图4A)。第三地图84f(见图4A)包括一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个位置38(见图1)的另一个数据集76(见图1),其中,检测到光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1);和检测到RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)。确定第三地图84f(见图4A)的位置数据集76(见图1)可以包括:通过分析软件110(见图5A-图5B),比较、相关和/或汇总具有光学签名46(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1)和具有RF签名64(见图1)但没有AIS签名56(见图1)的一个或多个位置38(见图1),以消除任何误报。
如图6所示,方法150可以进一步包括收集步骤158,可选地,通过一个或多个发射器78(见图1)将一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1)的或者与其相关的仪器装置数据传输79(见图1)从感测系统12(见图1)的一个或多个仪器装置40(见图1)中传输给位于一个或多个地面站14(见图1、2)的一个或多个地面接收/70(见图1、2),并且进一步通过一个或多个地面处理器68b(见图1)(例如,具有一个或多个计算机100(见图5B)的形式)处理一个或多个光学签名46(见图1)、一个或多个AIS签名56(见图1)以及一个或多个RF签名64(见图1)。
如图6所示,方法150可以进一步包括收集步骤160,可选地,将集成AIS/RF接收器80(见图1)和具有星体跟踪器阵列48b(见图1、4B)(或星体跟踪器48a(见图1))的形式的光学接收器44(见图1)定位成共视轴对准83(见图1),形成(develop)在水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30(见图1)的所有光学签名46(见图1)(例如,一个或多个光学签名46(见图1))的地图84a(见图4B),并且比较地图84a(见图4B)和来自水面上86(见图2)的一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个AIS签名56和/或一个或多个RF签名64的地图84g(见图4B),以识别具有光学签名46(见图1)而没有AIS签名56(见图1)和/或没有RF签名64(见图1)的一个或多个海洋船舶30(见图1)的一个或多个位置38(见图1),例如,未传输AIS信号58b(见图1)或射频(RF)信号66a(见图1)的一个或多个位置38(见图1),并且识别一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
现在,参考图7和图8,图7是飞机制造和服务方法200的实施方式的流程图的说明,并且图8是具有本公开的感测系统12的飞机216的实施方式的功能方框图的说明。参考图7至图8,可以在如图7所示的飞机制造和服务方法200并且如图8所示的飞机216的背景下描述本公开的实施方式。在预先制造期间,示例性飞机制造和服务方法200(见图7)可以包括飞机216(见图8)的规格和设计202(见图7)以及材料采购204(见图7)。在制造期间,进行飞机216(见图8)的元件和子组件制造206(见图7)和系统集成208(见图7)。随后,飞机216(见图8)可以通过认证和交付210(见图7),以便投入运行212(见图7)。虽然由客户投入运行212(见图7),但是可以安排飞机216(见图8)进行日常维护和保养214(见图7),这还可以包括修改、重新配置、翻新以及其他合适的服务。
飞机制造和服务方法200(见图7)的每个过程可以由系统集成器、第三方和/或运营商(例如,客户)执行或进行。为了本描述的目的,系统集成器可以包括而不限于,任何数量的飞机制造商和主系统承包商;第三方可以包括而不限于,任何数量的销售商、承包商以及供应商;并且运营商可以包括而不限于,航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织以其他合适的运营商。
如图8所示,由示例性飞机制造和服务方法200(见图7)生产的飞机216可以包括具有多个系统220和内部222的机身218。进一步如图8所示,系统220的实例可以包括推进系统214、电气系统216、液压系统218、环境系统220以及在本文中公开的感测系统12中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空航天实例,但是本公开的原理适用于其他行业,例如,汽车行业。
在飞机制造和服务方法200(见图7)的任何一个或多个阶段,可以使用在本文中体现的方法和系统。例如,可以通过与在飞机216(见图8)运行212(见图7)时产生的元件或子组件相似的方式,制作或制造与元件和子组件制造206(见图7)对应的元件或子组件。而且,例如,通过大幅加快组装飞机216(见图8)或降低飞机的成本,在元件和子组件制造206(见图7)和系统集成208(见图7)期间,可以使用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。同样,在飞机216(见图8)运行212(见图7)时(例如而不限于维护和保养214(见图7)),可以使用设备实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或多个。
虽然描述了系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式,以用于使用AIS和没有AIS信号或AIS信号信标来识别和跟踪海洋船舶30(见图1)和海洋交通,但是系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式也可以供具有与AIS不同的识别系统或信标的其他船舶或车辆使用。例如,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的实施方式可以用于分别使用ACAS(空中防撞系统)信标或信号或相似的信号、以及ACAS接收器或相似的接收器(代替使用AIS信号信号或AIS信号以及AIS接收器),来识别和检测空中交通,例如,飞机、航空器、无人机(UAV)、直升机、飞船或其他航空器。
系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式被提供用于通过分析光学标签46(见图1)、AIS签名56(见图1)以及RF签名64(见图1),识别和检测一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。在分析中的新颖部分包括一种新方法,将星体跟踪器48a(见图1)或星体跟踪器阵列48b(见图1)用作光学接收器44(见图1)来观测和识别在一个或多个海洋船舶30上(见图1)的光学发射50,例如,可见光50a(见图1)、舱灯50b(见图1)、航行灯50c(见图1)或其他合适的光学发射50(见图1),并且跟踪水面上86(见图1)的一个或多个海洋船舶30(见图1)。光学接收器44(见图1)(例如,星体跟踪器48a(见图1))位于一个或多个仪器装置40(见图1)上,其耦接至一个或多个观测平台16(见图1),一个或多个观测平台16远程位于一个或多个海洋船舶30(见图1)上方的空中88(见图2)或太空中89(见图2)。
此外,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式解决了以下问题:识别和跟踪在水面上86(见图1)的未确认的海洋船舶30b(见图1),这些船舶可以不始终使用AIS信号信标58a(见图1)或AIS信号58b(见图1),例如,在执行非法活动时,例如,偷渡、非法捕鱼、武器运输或其他非法活动。为了发现在水面上86(见图1)的未确认的海洋船舶30b(见图1),可以利用这些海洋船舶30(见图1)的三个主要的可观测的签名92(见图4A),包括光学签名46(见图1)、AIS签名56(见图1)以及RF签名64(见图1)。系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式使用观测技术,以寻找在海上或者在海洋上时的这些海洋船舶30(见图1)的RF签名64(见图1)和光学签名46(见图1)。
而且,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式同时观测来自海洋船舶30(见图1)或海洋交通的RF发射66(见图1)和光学发射50(见图1),以识别海洋船舶30(见图1)将状态从确认的海洋船舶30a(见图1)变成未确认的海洋船舶30b(见图1)的时间。系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式提供独特的技术,以归纳位置数据集76(见图1),来识别极有可能为未确认的海洋船舶30b(见图1)的那些海洋船舶30(见图1)。
进一步,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式识别数据72(见图1)中的异常值74(见图1),其中,在不存在AIS发射58(例如,AIS信号58b(见图1))时,存在RF发射66(见图1),例如,海洋雷达信号66b(见图1),以识别潜在的未确认的海洋船舶30c(见图1)。而且,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式具有以下能力:绘制所有海洋船舶30(见图1)的地图并且使RF签名64(见图1)与光学签名46(见图1)相关联,以识别与AIS发射58(见图1)(例如,AIS信号58b(见图1))和/或RF发射66(见图1)(例如,海洋雷达信号66b(见图1))不对应的光学发射50(见图1)(例如,可见光58b(见图1))。该相关性可以用于识别一个或多个未确认的海洋船舶30b(见图1)。
此外,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式将光学接收器44(见图1)、RF接收器60(见图1)以及AIS接收器52(见图1)共同用作集成解决方案,而非仅仅使用接收AIS信号信标58a(见图1)或AIS信号58b(见图1)的AIS接收器52,例如,通过已知的系统和方法。例如,光学签名46(见图1)和RF签名64(见图1)可以整合在观测平台16(见图1)上的仪器装置40(见图1)上。
在系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的一个实施方式中,集成AIS/RF接收器80(见图1、4B)可以与光学接收器44(见图1)(例如,星体跟踪器阵列48b(见图1、4B)或星体跟踪器48a(见图1))一起用于共视轴对准82(见图1),以地理定位AIS发射58(见图1)和RF发射66(见图1)并且使其相关联。共视轴对准82(见图1)的集成AIS/RF接收器80(见图1、4B)和星体跟踪器阵列48b(见图1、4B)或星体跟踪器48a(见图1)指向地面并且可以用于在水86(见图2)(例如,海洋或大海)的黑暗背景86b(见图2)下检测光学签名46(见图1)。星体跟踪器阵列48b(见图1)从光学发射50(见图1)中形成所有光学签名46(见图1)的地图84a(见图4B),光学发射50例如为一个或多个海洋船舶30(见图1)的可见光50a(见图1)、舱灯50b(见图1)、航行灯50c(见图1)或其他合适的灯或光学发射。然后,比较该地图84a(见图4B)和RF签名64(见图1),以识别未传输AIS信号58b(见图1)和/或RF海洋雷达信号66b(见图1)的海洋船舶30(见图1)。这表示未确认的海洋船舶30b(见图1)。
进一步,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式具有超过已知系统和方法的优点,包括与已知系统和方法相比,减少跟踪海洋船舶30(见图1)(包括未确认的海洋船舶30b(见图1))的不确定性、通过减少未确认的海洋船舶30b(见图1)的误报识别的数量来提高技术性能、提高地理位置精确度、识别未确认的海洋船舶30b(见图1)的相关性的更大可能性等优点。而且,系统10(见图1)、感测系统12(见图1)以及方法150(见图6)的公开的实施方式可以有利于执法,帮助抵抗非法活动,例如,偷渡、非法捕鱼、武器运输或其他非法活动,并且可以给海上边界控制和海上安全和治安问题(例如,反海盗以及搜索与营救)提供好处。此外,系统10(见图1)和方法150(见图6)的公开的实施方式可以提供来自光学发射50(见图1)的光学签名46(见图1)、来自AIS发射58(见图1)的AIS签名56(见图1)以及来自RF发射66(见图1)的RF签名64(见图1)的与其相关的数据72(见图1)的近实时数据收集,并且将从系统10(见图1)的仪器装置40(见图1)中传输或传送的数据72(见图1)传送给地面站14(见图1)。
与已知的系统和方法相比,使用星体跟踪器48a(见图1)或星体跟踪器阵列48b(见图1)识别在海洋船舶30(见图1)上的光学发射50(见图1),提供独特的鉴别器和解决方案。使用星体跟踪器48a(见图1)或星体跟踪器阵列48b(见图1),并且增加了RF发射66(见图1)(例如,海洋雷达信号66b(见图1)),提供比已知的系统和方法远远更高的相关性的概率。
本公开的很多修改和其他实施方式浮现在本公开所属的领域的、具有在上述描述以及相关附图中呈现的教导内容的优点的技术人员的脑海中。在本文中描述的实施方式旨在进行说明,而非旨在具有限制性或详尽性。虽然在本文中使用特殊术语,但是这些术语仅仅在通用的以及描述的意义上使用,而非用于限制的目的。
注意,以下段落描述了本公开的其他方面:
A1、一种用于通过分析光学签名、自动识别系统(AIS)签名以及射频(RF)签名识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统,所述系统包括:
感测系统,包括:
一个或多个观测平台,其远程位于水面上的一个或多个海洋船舶的上方,所述一个或多个观测平台均具有导航系统并且包括一个或多个星载观测平台、一个或多个空载观测平台或其组合;以及
一个或多个仪器装置,其耦接至所述一个或多个观测平台,所述一个或多个仪器装置包括:
一个或多个光学接收器,包括星体跟踪器或星体跟踪器阵列,每个光学接收器被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的光学发射,以检测光学签名;
集成AIS/RF接收器,包括一个或多个自动识别系统(AIS)接收器,被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)发射以检测AIS签名,并且集成AIS/RF接收器进一步包括一个或多个射频(RF)接收器,其被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)发射以检测RF签名;以及
一个或多个发射器,其被配置成将所述光学签名、AIS签名以及RF签名的仪器装置数据传输从所述感测系统的所述一个或多个仪器装置中传输;
具有一个或多个地面接收器的一个或多个地面站,其被配置成接收来自感测系统的一个或多个仪器装置的仪器装置数据传输;以及
带有分析软件的一个或多个计算机,其被配置成处理和分析所述光学签名、AIS签名以及RF签名,以识别和跟踪所述一个或多个海洋船舶中的一个或多个未确认的海洋船舶。
A2、根据段落A1所述的系统,其中,所述集成AIS/RF接收器定位成与星体跟踪器阵列共视轴对准。
A3、根据段落A1所述的系统,其中,所述光学发射包括在所述一个或多个海洋船舶上的可见光、舱灯以及航行灯中的一个或多个,并且其中,所述AIS发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)信号信标和自动识别系统(AIS)信号中的一个或多个,并且其中,所述RF发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)信号、海洋雷达信号以及海洋射频(RF)无线电信号中的一个或多个。

Claims (15)

1.一种用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的系统,所述系统包括:
感测系统,包括:
一个或多个观测平台,远程位于水面上的一个或多个海洋船舶上方,所述一个或多个观测平台均具有导航系统;以及
一个或多个仪器装置,耦接至所述一个或多个观测平台中的每个,所述一个或多个仪器装置包括:
一个或多个光学接收器,被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的光学发射以检测光学签名;
一个或多个自动识别系统(AIS)接收器,被配置成观测、地理定位以及接收来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)发射以检测自动识别系统(AIS)签名;
一个或多个射频(RF)接收器,被配置成接收来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)发射,以检测射频(RF)签名;以及
带有分析软件的至少一个处理器,被配置成处理和分析所述光学签名、所述自动识别系统签名以及所述射频名,以从所述一个或多个海洋船舶中识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个仪器装置进一步包括一个或多个发射器,被配置成将所述光学签名、所述自动识别系统签名以及所述射频签名的仪器装置数据传输从所述一个或多个仪器装置传输至位于一个或多个地面站的一个或多个地面接收器。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个观测平台包括一个或多个星载观测平台、一个或多个空载观测平台或其组合,进一步,其中,所述一个或多个星载观测平台包括卫星、地球观测卫星以及卫星星座中的一个或多个,并且其中,所述一个或多个空载观测平台包括飞机、无人机(UAV)、高空无人机以及飞船中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个光学接收器是成像装置,所述成像装置包括星体跟踪器、星体跟踪器阵列以及摄像头中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个自动识别系统(AIS)接收器和所述一个或多个射频(RF)接收器整合为集成的自动识别系统/射频接收器,进一步,其中,所述集成的自动识别系统/射频接收器被定位成与星体跟踪器阵列共视轴对准。
6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述光学发射包括所述一个或多个海洋船舶上的可见光、舱灯以及航行灯中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述自动识别系统发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)信号信标和自动识别系统(AIS)信号中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述射频发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)信号、海洋雷达信号以及海洋射频(RF)无线电信号中的一个或多个。
9.一种用于识别和跟踪未确认的海洋船舶的计算机实现的方法,所述方法包括以下步骤:
将感测系统定位成远程位于水面上的一个或多个海洋船舶的上方,所述感测系统包括:
一个或多个观测平台,所述一个或多个观测平台均具有导航系统,所述一个或多个观测平台包括一个或多个星载观测平台、一个或多个空载观测平台或其组合;以及
一个或多个仪器装置,耦接至所述一个或多个观测平台中的每个,所述一个或多个仪器装置包括一个或多个光学接收器、一个或多个自动识别系统(AIS)接收器以及一个或多个射频(RF)接收器的接收器组件,并且进一步包括一个或多个发射器以及具有分析软件的一个或多个计算机;
使用所述感测系统的所述接收器组件同时观测、接收以及地理定位来自所述一个或多个海洋船舶的一个或多个光学发射、一个或多个自动识别系统(AIS)发射以及一个或多个射频(RF)发射,以检测一个或多个光学签名、一个或多个自动识别系统(AIS)签名以及一个或多个射频(RF)签名;并且
使用所述感测系统的所述一个或多个计算机以及所述分析软件来处理和分析所述一个或多个光学签名、所述一个或多个自动识别系统(AIS)签名以及所述一个或多个射频(RF)签名,以从所述一个或多个海洋船舶中识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶。
10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括以下步骤:通过所述一个或多个发射器将所述一个或多个光学签名、所述一个或多个自动识别系统签名以及所述一个或多个射频签名的仪器装置数据传输从所述感测系统传输至位于一个或多个地面站的一个或多个地面接收器;并且进一步通过一个或多个地面处理器处理所述一个或多个光学签名、所述一个或多个自动识别系统签名以及所述一个或多个射频签名。
11.根据权利要求9所述的方法,进一步包括以下步骤:将集成的自动识别系统/射频接收器和星体跟踪器阵列定位成共视轴对准;形成所述一个或多个海洋船舶的所有光学签名的地图;并且将所述地图和来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统签名和/或射频签名的地图进行比较,以识别具有光学签名但没有自动识别系统签名和/或没有射频签名的所述一个或多个海洋船舶的一个或多个位置,并且识别一个或多个未确认的海洋船舶。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,使用所述接收器组件同时观测、接收以及地理定位的步骤进一步包括:
使用包括星体跟踪器、星体跟踪器阵列以及摄像头中的一个或多个的所述一个或多个光学接收器接收一个或多个光学发射,所述一个或多个光学发射包括所述一个或多个海洋船舶上的可见光、舱灯以及航行灯中的一个或多个;
使用所述一个或多个自动识别系统接收器接收一个或多个自动识别系统发射,所述一个或多个自动识别系统发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的自动识别系统(AIS)信号信标和自动识别系统(AIS)信号中的一个或多个;并且
使用所述一个或多个射频接收器接收一个或多个射频发射,所述一个或多个射频发射包括来自所述一个或多个海洋船舶的射频(RF)信号、海洋雷达信号以及海洋射频(RF)无线电信号中的一个或多个。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,使用所述接收器组件同时观测、接收以及地理定位的步骤进一步包括:同时观测来自水面上的所述一个或多个海洋船舶的光学发射和射频发射,以识别所述海洋船舶何时将状态从确认的海洋船舶变成未确认的海洋船舶。
14.根据权利要求9所述的方法,其中,使用所述一个或多个计算机以及所述分析软件处理和分析所述一个或多个光学签名、所述一个或多个自动识别系统签名以及所述一个或多个射频签名,以识别和跟踪一个或多个未确认的海洋船舶进一步包括以下步骤:
识别具有光学签名但没有自动识别系统签名的一个或多个位置,以获得潜在的未确认的海洋船舶的第一地图;
识别具有射频签名但没有自动识别系统签名的一个或多个位置,以获得潜在的未确认的海洋船舶的第二地图;以及
确定存在于所述第一地图和所述第二地图上的一个或多个位置,以获得标识一个或多个未确认的海洋船舶的第三地图。
15.根据权利要求9所述的方法,其中,将所述感测系统定位成远程位于水面上的一个或多个海洋船舶上方的步骤进一步包括:使用具有多个星载观测平台的感测系统来全球执行海洋交通跟踪并且监控海洋交通阻塞点,所述多个星载观测平台包括卫星星座。
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