ARPA中变增益α-β-γ滤波的原理与设计

常增益α-β-γ(或α-β)滤波可以简化滤波过程中的运算量,缩短滤波运算时间,但其缺点是估值方差不是渐近的,而是波动的,要较长过程后才接近稳态方差,对目标速度较低,采样周期较长,而跟踪时间往往不长的ARPA中,使用这种滤波方法,就尤其显得不足。本文根据ARPA的特点,提出了一种新的变增益α-β-γ滤波的原理与设计方法。同时根据这一原理,本文还介绍了有限记忆α-β-γ(或α-β)滤波的优缺点及设计方法,并给出一个计算实例。作者认为在ARPA中采用这种滤波原理是可行的,而且能明显地改善APRA的性能。在线性量测时,若没有估计的验前知识,最小方差估计就退化为带权最小二乘估计。因此,对匀速直线运动的量测数据的处理,常采的滤波方法是α-β滤波。α-β滤波是以带权最小二乘为估计准则,用逆推的方法,求得匀速直线运动的两参数(位置、速度或单位位移增量)的最佳估计值。具体方法与公式见文献[1]。ARPA中,常假设量测误差的方差δ_k~2=const,(即权W_k≡1),所以,目前ARPA中的α-β滤波多数是以最小二乘为估计准则的。ARPA中,当目标船(或本船)机动(改向/改速)时,采用α-β滤波,是以匀速直线运动线段去代替实际的机动轨迹的,这样,在机动较大时,这种方法就容易丢失目标,难以实现有效的自动跟踪。显然,若能采用考虑到机动因素(加速度)的α-β-γ滤波,就可以提高ARPA自动跟踪的性能。文献[1]中给出了一种常增益的α-β-γ滤波方法。常增益α-β-γ滤波方法的好处是可以简化滤波过程中的运算量,缩短滤波运算时间;但是其估值方差不是渐近的、而是波动的,而且要较长的过程后才接近稳定的估值方差。在ARPA中,采样周期较长(一般为3秒)、跟踪时间往往并不长;若使用这种滤波方法,就尤其显得不足。为此,本文介绍一种变增益的α-β-γ滤波方法的原理及一些设计方法。这种新的滤波方法有较好的滤波效果,适合ARPA中使用。ARPA中若使用这一滤波方法,可以明显地改善其跟踪器的性能。当前微处理机的容量、速度及功能的飞速提高,为这种滤波方法的实现提供了可能。     

船舶避碰图和ARPA的碰撞危险区设计

本文根据英国皇家航空研究所卡尔瓦特避碰法则和《国际避碰规则》(以下简称规则)的原则,结合国内、外碰撞案例所提供的经验,建立全方位数模,编程用计算机求得全部避让信息,并设计船舶避碰图和ARPA的碰撞危险区图形。避碰图给出了具体执行《规则》的全方位避让航向或航速,方便驾驶人员用心算法快速决策避让行动。ARPA的碰撞危险区图形可提高ARPA的性能,充分给出单船和多船的全部避让信息,驾驶人员可择优选用最佳避让方案,该图形亦为研制混合型ARPA(矢量型加CAD型)提出了新的设想。     

ARPA模拟海上交通环境的事故分析系统研究

通过阐述ARPA的功能及在海事调查中的作用,提出用ARPA进行海上交通模拟的方法,并在此基础上设计出一种事故分析系统,从而方便对海上交通事故进行统计分析。     

船用ARPA的模块化设计及微机应用

本提出了利用模块化方法设计船用ARPA（自动雷达标绘仪）的基本方案，并提出利用微机作为ARPA的终端。还分析了该方案的优点及对加速实现船用ARPA国产化的意义。     

从STCW78/95公约看雷达/ARPA模拟器的不足

STCW78／95公约确定了模拟器在航海教育中的关键地位，作为在航海培训评估工作中应用最广泛的雷达／ARPA模拟器，受到技术和设备的限制，还有很多不尽人意的方面。本文就NT—PRO2000／3000雷达／ARPA模拟器的不足提出了自己的见解。     

ARPA雷达模拟器操作系统技术研究及其实现

本文通过对实际ARPA雷达操作系统功能和要求进行分析和研究，提出了一种可以实现的ARPA雷达模拟器操作系统模型，并重点介绍了模拟器操作系统中图形、图象的显示技术。     

什么是ARPA?

ARPA的全称为AUTOMATIC RADAR PLOTTING AIDS,即自动雷达标绘仪。有些资料上也有称其为CAS的,即COLLATION AVOID ANCE SYSTEM的简称,意为避碰系统。我国有些人习惯上就将它叫做避碰雷达,其实都是一个意思。而国际海协(IMCO)于1979年第十一次大会通过的决议上,明确定义该装置为ARPA,并通过了ARPA的性能标准。 ARPA能随时对驾驶员所关注的20个或20个     

雷达与ARPA培训的教学改革

在STCW78/95公约中,特别强调实际技能培养的要求,雷达和ARPA是船上的主要航海设备。分析了目前在我国雷达与ARPA培训中存在的问题,提出了有关雷达与ARPA教学改革的相关建议。     

船舶ARPA设备应用效能研究

ARPA是用于船舶避碰的主要设备,对减少船舶碰撞发挥了重要作用。由于工作原理和设备性能等方面的原因,ARPA在功能上存在一定局限性,因此需要采取措施,为船舶导航和避碰系统提供更精确可靠的数据,确保船舶航行安全。     

ARPA自动避碰信息处理系统

分析探讨了以ARPA作为目标信息源的自动避碰信息处理系统，该系统可根据ARPA所提供的目标信息，自动、实时地确定当时目标环境下船舶应采取的最佳避碰方案，并可将其用荧光屏、找印机和驾驶员操作负担、推进船舶驾驶自动化的进程等方面，将起到很大作用。     

S—ARPA可靠性预计及分析

本文阐明了对船用避碰雷达装置进行可靠性预计的必要性;並就国内首创的S—ARPA的研制工作采用元器件应力分析法进行了可靠性预计和分析;提出了对失效率高、可靠性差的发光显示器件采用並联冗余技术及控制动态显示等方式来降低单元失效率,从而对提高系统可靠性的问题提出了看法。最后,就对元器件采用降额设计的方法以提高设备可靠性的途径作了进一步的探讨。     

国产船用电子配套设备简介(二)

(六)避碰装置新的 RACAL—DECCA16英寸主显示器是积木式的结构,可以作为相对运动显示器、避碰(真运动)显示器或 ARPA 显示器。换句话说,基本的相对运动显示器能简便地装上附加的避碰组件和 ARPA 组件,     

雷达图像和电子海图系统的叠加应用

现代导航信息技术的应用和发展,电子海图与雷达图像/ARPA数据信息的叠加显示成为可能和必然,为船舶的导航和避碰提供安全保障。此文分析了NaviSailor3000型电子海图的雷达/ARPA功能,针对使用中容易出现的雷达图像叠加偏移,ARPA数据误差大的现象,提出了判断和修正的具体方法。     

运行控制ACC智能化ARPA雷达

本文论述了介绍了运行控制ACC导航知能化ARPA雷达系统的组成和相关工作原理。利用全球卫星导航系统GPS，GLONASS的导航信息及估算系统DR与新的距离传感器－ARPA雷达相结合，并与先进的计算机技术相嵌应用组成的ACC系统将能很好地克服目前使用的ARPA雷达所存在的问题。     

船舶矢量线航法应用研究

目前，ARPA雷达已在现代船舶中得到了普遍的安装和使用，人们对ARPA的认识越来越深，对ARPA的各项功能进行了卓有成效的开发，从中得到了不少方便。但对ARPA雷达矢量线航法的研究、开发和使用，仅停留在变换雷达量程时对矢量线的长短作适当调整。文中就ARPA雷达矢量线航法的应用结合实例作了阐述，供同仁参考。     

基于LabVIEW的ARPA跟踪算法仿真系统实现

论文基于LabVIEW软件平台开发ARPA跟踪算法仿真系统,并对不同跟踪算法进行仿真验证与比对分析。首先,在LabVIEW平台下利用Matlab脚本节点完成了α-β滤波算法仿真平台搭建,可实现匀速、变速、变向三种运动模型下常增益算法及自适应滤波算法的仿真功能;然后,在匀速目标运动模型下对不同跟踪算法进行仿真验证,分析出各个算法的最佳使用条件。最后,在自适应滤波算法的基础上对其进行改进,并在匀变速目标运动模型和变向目标模型下仿真验证其可行性。     

速比圆预报危险区模型及其在ARPA系统中的应用

本文在雷达避碰速比测定法研究的基础上提出了速比圆预报危险区的数学模型,这个模型可用于自动雷达标绘(ARPA)系统。文中分别简述和分析了速比圆(可能碰撞圆)预报危险区的构造原理及数学模型。在TRS-80微型计算机上的计算结果表明,速比圆预报危险区模型比现有的ARPA系统中的预报危险区模型能提供更多的避碰信息。     

关于ARPA使用的几个问题

ARPA在现代船舶避碰中得到了越来越普遍的应用。有些显示屏在340mm以下的光栅扫描雷达，也具有ARPA的功能。ARPA功能使用的好坏直接影响航行的安全和营运的效益。为此，有必要把ARPA使用中值得注意的几个问题提出来供大家参考。     

雷达矢量线的灵活应用

0引言 自ARPA雷达在商船广泛应用以来,ARPA的操作使用已成为驾驶员必须掌握的技能之一。各种型号的ARPA的功能虽不尽相同,但是IMO要求矢量的显示是必备的。对ARPA的矢量线灵活应用,可使驾驶员及时地正确判断目标的运动,采取正确的避让措施。下面笔者就ARPA矢量线的应用作些介绍。     

非同期RASCAR A1A10板的更换程序

本文就RASCAR3400ARPA扫描转换板故障及其更换方法的介绍，仅供相关的工程技术人员在对同类设备进行维修时参考。