CN117370786B - 一种海洋船舶监测并详查的总体方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋船舶监测并详查的总体方法，其电子监测卫星幅宽大，观测范围广，为成像卫星提供引导信息注入具有天然的优势。本发明以电子监测结果为引导信息，通过成像卫星实现目标详查。本发明提出的海洋船舶监测详查的总体策略，从顶层设计角度而言，明确引导生成的方式，即通过监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，通过确定引导模式，匹配电子监测结果、船舶和辐射源信息，综合输出引导结果。本发明详细展开说明了监测区域信息、辐射源库及船舶辐射源库设计方式。所提的海洋船舶监测详查的总体方法有效发挥了多星协同对海洋目标监测详查的天基综合感知效能。
Description
技术领域
本发明属于电子信息领域，具体涉及一种海洋船舶监测并详查的总体方法。
背景技术
卫星技术在现代航运业中发挥着重要的作用。它们不仅可以帮助船舶导航和通信，还可以追踪和监视海洋上的大型船只。卫星追踪系统可以用于监测船舶的活动和行为。通过分析船舶的速度、航向和停留时间等数据，可以了解船只的航行模式和运营情况。这对于监管机构来说非常重要，可以帮助他们确保船只遵守相关的海洋法规和环保标准。
卫星监测作为支撑未来高技术民用商业、渔业的强力手段，可为海洋环境提供态势感知和目标监视等高价值信息保障。近年来，我国民用航天发展迅猛，形成了高、低轨搭配，电子和光学互补的天基监测能力体系，建设了全方位、多样化的天基遥感系统。通过部署大规模卫星集群，形成了多系统协同、多手段综合的海洋船舶态势感知能力。
低轨高分辨率成像卫星能够准确识别确认目标并精确定位，但受到成像幅宽限制，很难自主发现目标，需在其他信息引导下实现对目标的识别确认；光学成像卫星可在白天、无云的条件下获取目标的高分辨率图像，但易受天气环境影响；微波成像卫星可不受气象条件限制，且能够穿透地表、隐蔽物体并识别伪装，但微波图像易受相干斑噪声及海面回波的干扰，影响目标识别准确性。
因此，单一卫星或单一天基探测手段很难满足复杂环境下的海洋船舶态势感知要求，天基多源信息融合相对于单一探测手段，可以提供更丰富、更精确的目标探测信息，有效支持应用。而多源信息融合是以多星协同探测为前提的，成像卫星需要其他信息引导以实现对目标的识别确认。电子监测卫星虽然定位精度低，但监测幅宽大，观测范围广，为成像卫星提供引导信息注入具有天然的优势。
因此，多源信息融合是以电子监测结果为引导信息，通过成像卫星实现目标详查。有必要设计一种海洋船舶监测详查的总体方法，通过星间自主引导，实现船舶的接力跟踪，发挥海洋目标的天基综合感知效能。
发明内容
本发明提出了一种海洋船舶监测并详查的总体方法，依据任务需求，首先需要确定多星协同引导模式，其次通过协同引导模式来确定船舶监测区域信息类型，然后为电子监测卫星注入辐射源信息，最后关联监测区域的船舶与辐射源以此生成协同引导目标点位，推送至后续成像星详查。
实现本发明的技术解决方案为：一种海洋船舶监测并详查的总体方法，依靠引导模式设计、监测区域信息设计、辐射源库设计及船舶辐射源库设计，实现电子监测卫星监测结果星上自主引导成像星对海洋目标详查，具体步骤如下：
步骤1、确定多星协同引导模式：
根据类型与数据支撑需求，确立电子监测卫星与成像星之间的引导类型。
步骤2、设计电子监测卫星监测区域信息表：
电子监测卫星获取监测区域信息，监测区域信息中应当指明电子监测卫星与成像星之间的引导类型模式，对于监测区域，应打上此次任务中的区域标签，该标签在任务前实时刷新至电子监测卫星，同时，同步上传各区域监测起始时刻，区域位置中心经度/>，区域位置中心纬度/>；为了便于多电子监测卫星间对同一船舶目标的接力观测，监测区域信息中应包含此区域下前序卫星对船舶目标信号接收的疑似参数值，该疑似参数值为目标的主要特征参数，用于后续星在目标识别后的精确匹配；对于新隐蔽船舶目标发现模式，根据预制的潜在辐射源信号库，在监测区域内注入可能的辐射源库中目标编号，便于电子监测卫星监测查证。
步骤3、电子监测卫星星上存储已知辐射源信息及潜在辐射源信息，根据任务需求与任务对象分析，辐射源信号包括导航雷达信号，导航通信信号。
其中，导航雷达信息特征信息为载频、脉宽及重频，导航通信信号样式包括AM、FM、FSK、BPSK、QPSK，对于特定的某一种辐射源，应打上编号标签。
步骤4、电子监测卫星载荷应当注入船舶辐射源库，该船舶辐射源库中根据已知先验知识库，填写船舶与辐射源关系，即对于某型特定船舶，给其特定编号名称，给定其搭载的多种辐射源类型，做到辐射源与辐射源搭载船舶的关联对应。
步骤5、根据数据注入方式，电子监测卫星获取监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，电子监测卫星根据载荷接收截获目标信号，生成引导信息至成像星。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）本发明为多源信息融合下电子监测卫星自主引导成像星成像详查海洋船舶提供了一种新的策略。
（2）通过设计引导模式、注入的监测区域信息、辐射源数据库及船舶辐射源库，将多卫星、多监测区域、多海洋目标船舶及多辐射源连接到一起。根据实际海洋监视任务需求，依靠该总体方法，可以快熟部署多星协同任务，且依据数据收集，可动态更新船舶信息及辐射源信息，满足任务的时效性需求。
附图说明
图1为本发明的引导模式流程框图。
图2为本发明的引导生成关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围指内。
下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次发明的技术难点、发明点进行进一步介绍。
本发明所述的一种海洋船舶监测并详查的总体方法，依据任务需求，首先需要确定多星协同引导模式，其次通过协同引导模式来确定船舶监测区域信息类型，然后为电子监测卫星注入辐射源信息，最后关联监测区域的船舶与辐射源以此生成协同引导目标点位，推送至后续成像星详查。方法步骤如下：
步骤1、确定多星协同引导模式。根据类型与数据支撑需求，确立电子监测卫星与成像星之间的引导类型，如图1所示，应涵盖以下三种方式：
1）海洋宽视场大范围目标普查引导模式：电子监测卫星监测幅宽大、观测范围广，可实现对海洋宽视场大范围内目标监测需求。当电子监测卫星接收到广域海洋环境中辐射源信号后，与先验知识库中先验信息进行关联匹配，确定为辐射源信号后，逐一引导成像星进行船舶目标确认。
2）小区域目标凝视引导：依据任务，当需要对某区域港口、海岸或海峡进行凝视监测时，因成像星成像幅宽小，难以实时捕捉区域内船舶动态。因此需利用电子监测卫星对区域内目标进行凝视监测，发现目标后引导成像星成像跟踪。
3）新隐蔽船舶目标发现模式：对于热点区域，例如索马里海域等，非法船舶目标利用反手段，通过切换工作模式及信号类型等，躲避卫星监测。因此需要先预制潜在辐射源信号库，通过新隐蔽船舶目标发现模式，通过电子监测卫星接收信号，引导成像星进行目标查证，并完善知识库。
步骤2、电子监测卫星获取监测区域信息，监测区域信息中应当指明电子监测卫星与成像星之间的引导类型模式，该引导类型模式为步骤1中三种引导模式的一种。此外，对于监测区域，应打上此次任务中的区域标签，该标签在任务前实时刷新至电子监测卫星。同时，同步上传各区域监测起始时刻，区域位置中心经度/>，区域位置中心纬度/>。为了便于多电子监测卫星间对同一船舶目标的接力观测，监测区域信息中应包含此区域下前序卫星对船舶目标信号接收的疑似参数值，该疑似参数值为目标的主要特征参数，用于后续星在目标识别后的精确匹配。对于新隐蔽船舶目标发现模式，根据预制的潜在辐射源信号库，在监测区域内注入可能的辐射源库中目标编号，便于电子监测卫星监测查证。
监测区域信息设计示例如表1所示。
步骤3、电子监测卫星星上存储已知辐射源信息及潜在辐射源信息，根据任务需求与任务对象分析，辐射源信号包括导航雷达信号，导航通信信号。举例而言，导航雷达信息特征信息主要为载频、脉宽及重频，导航通信信号样式包括AM、FM、FSK、BPSK、QPSK等，对于特定的某一种辐射源，应打上编号标签。辐射源库主要框架如表2所示。
辐射源库中辐射源编号与表1中辐射源对应。
步骤4、电子监测卫星载荷应当注入船舶辐射源库，该船舶辐射源库中根据已知先验知识库，填写船舶与辐射源关系，即对于某型特定船舶，给其特定编号名称，给定其搭载的多种辐射源类型，做到辐射源与辐射源搭载船舶的关联对应。船舶辐射源库主要框架如表3所示。
步骤5、结合图2，根据数据注入方式，电子监测卫星获取监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，电子监测卫星根据载荷接收截获目标信号，生成引导信息至成像星。具体的，在监测区域信息中，根据使用需求，首先确定多星协同引导模式类型，其次通过监测区域信息中船舶类型编号，查询船舶辐射源关联库和辐射源库，最后根据实际接收信号结果，生成引导点位经纬度，并按优先级顺序推送至成像星进行成像。
综上所述，本发明提出一种一种海洋船舶监测并详查的总体方法。电子监测卫星幅宽大，观测范围广，为成像卫星提供引导信息注入具有天然的优势。该方法以电子监测结果为引导信息，通过成像卫星实现目标详查。本发明提出的海洋船舶监测详查的总体方法，从顶层设计角度而言，明确引导生成的方式，即通过监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，通过确定引导模式，匹配电子监测结果、船舶和辐射源信息，综合输出引导结果。方法中详细展开说明了监测区域信息、辐射源库及船舶辐射源库设计方式。本发明有效发挥了多星协同对海洋目标监测详查的天基综合感知效能。
Claims (4)
1.一种海洋船舶监测并详查的总体方法，其特征在于，依靠引导模式设计、监测区域信息设计、辐射源库设计及船舶辐射源库设计，实现电子监测卫星监测结果星上自主引导成像星对海洋目标详查，具体步骤如下：
步骤1、确定多星协同引导模式：
根据类型与数据支撑需求，确立电子监测卫星与成像星之间的引导类型；
步骤2、设计电子监测卫星监测区域信息表：
电子监测卫星获取监测区域信息，监测区域信息中应当指明电子监测卫星与成像星之间的引导类型模式，对于监测区域，应打上此次任务中的区域标签，该标签在任务前实时刷新至电子监测卫星，同时，同步上传各区域监测起始时刻，区域位置中心经度/>，区域位置中心纬度/>；为了便于多电子监测卫星间对同一船舶目标的接力观测，监测区域信息中应包含此区域下前序卫星对船舶目标信号接收的疑似参数值，该疑似参数值为目标的主要特征参数，用于后续星在目标识别后的精确匹配；对于新隐蔽船舶目标发现模式，根据预制的潜在辐射源信号库，在监测区域内注入辐射源库中目标编号，便于电子监测卫星监测查证；
步骤3、电子监测卫星星上存储已知辐射源信息及潜在辐射源信息，根据任务需求与任务对象分析，辐射源信号包括导航雷达信号，导航通信信号；
其中，导航雷达信息特征信息为载频、脉宽及重频，导航通信信号样式包括AM、FM、FSK、BPSK、QPSK，对于某一种辐射源，应打上编号标签；
步骤4、电子监测卫星载荷应当注入船舶辐射源库，该船舶辐射源库中根据已知先验知识库，填写船舶与辐射源关系，即对于某型船舶，给其编号名称，给定其搭载的多种辐射源类型，做到辐射源与辐射源搭载船舶的关联对应；
步骤5、根据数据注入方式，电子监测卫星获取监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，电子监测卫星根据载荷接收截获目标信号，生成引导信息至成像星。
2.根据权利要求1所述的海洋船舶监测并详查的总体方法，其特征在于：步骤1中，根据类型与数据支撑需求，确立电子监测卫星与成像星之间的引导类型，应涵盖以下三种方式：
1）海洋宽视场大范围目标普查引导模式：电子监测卫星监测幅宽大、观测范围广，实现对海洋宽视场大范围内目标监测需求；当电子监测卫星接收到广域海洋环境中辐射源信号后，与先验知识库中先验信息进行关联匹配，确定为辐射源信号后，逐一引导成像星进行船舶目标确认；
2）小区域目标凝视引导：依据任务，当需要对某区域港口、海岸或海峡进行凝视监测时，需利用电子监测卫星对区域内目标进行凝视监测，发现目标后引导成像星成像跟踪；
3）新隐蔽船舶目标发现模式：对于热点区域，需要先预制潜在辐射源信号库，通过新隐蔽船舶目标发现模式，通过电子监测卫星接收信号，引导成像星进行目标查证，并完善知识库。
3.根据权利要求1所述的海洋船舶监测并详查的总体方法，其特征在于：步骤2中，对电子监测卫星监测区域信息设计表格，表格第1列表示序号，第2列表示字段名称，包括任务类型，目标辐射源编号、监测区域个数、监测区域编号、船舶类型名称、船舶位置时刻、监测区域中心点的经度、监测区域中心点的纬度、监测半径、疑似参数；第3列表示内容及表述，对字段名称对应的内容进行描述，第4列表示说明。
4.根据权利要求1所述的海洋船舶监测并详查的总体方法，其特征在于：步骤5中，根据数据注入方式，电子监测卫星获取监测区域信息、辐射源信息及船舶辐射源关联信息，电子监测卫星根据载荷接收截获目标信号，生成引导信息至成像星，具体如下：
在监测区域信息中，根据使用需求，首先确定多星协同引导模式类型，其次通过监测区域信息中船舶类型编号，查询船舶辐射源关联库和辐射源库，最后根据实际接收信号结果，生成引导点位经纬度，并按优先级顺序推送至成像星进行成像。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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