AIS自主定位信息實(shí)時(shí)檢測(cè)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2023-12-26 18:31
隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)的應(yīng)用逐漸滲透到社會(huì)各領(lǐng)域,其逐步凸顯的脆弱性也引起了國(guó)際社會(huì)的重視。在航海領(lǐng)域,為了保障沿海船舶的航行安全,國(guó)際海事組織(International Maritime Organization,IMO)已建議,船舶應(yīng)配備天基和陸基雙備份定位導(dǎo)航系統(tǒng)。船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)是一種信息實(shí)時(shí)交互助航系統(tǒng),國(guó)際海上人命安全公約(International Convention for Safety of Life at Sea,SOLAS)已經(jīng)規(guī)定,所有300總噸以上的船舶必須強(qiáng)制安裝AIS設(shè)備。AIS實(shí)現(xiàn)船舶自動(dòng)識(shí)別功能所需要的位置信息來(lái)自于GNSS接收機(jī),而一旦GNSS突然持續(xù)性中斷,AIS系統(tǒng)將會(huì)癱瘓,進(jìn)而嚴(yán)重威脅船舶航行安全。因此,在世界無(wú)線電導(dǎo)航計(jì)劃中已明確將AIS測(cè)距定位列為備份的陸基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)之一。目前,無(wú)論是GNSS還是傳統(tǒng)的陸基定位系統(tǒng),在定位測(cè)量過(guò)程中利用的都是同頻同周期的連續(xù)載波信號(hào),而AIS本質(zhì)上...
【文章頁(yè)數(shù)】:128 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 增強(qiáng)羅蘭系統(tǒng)
1.1.2 AIS測(cè)距模式
1.1.3 陸基定位系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究小結(jié)
1.2 AIS測(cè)距模式的測(cè)距理論研究
1.3 信號(hào)稀疏表示理論
1.3.1 字典構(gòu)造算法
1.3.2 稀疏分解算法
1.4 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.5.2 結(jié)構(gòu)安排
2 AIS信號(hào)稀疏表示研究
2.1 AIS信號(hào)稀疏表示需求分析
2.1.1 AIS信號(hào)稀疏表示實(shí)時(shí)性需求分析
2.1.2 AIS信號(hào)模型
2.2 字典學(xué)習(xí)算法研究
2.2.1 字典學(xué)習(xí)模型
2.2.2 最優(yōu)方向法
2.2.3 K項(xiàng)奇異值分解法
2.2.4 實(shí)驗(yàn)與分析
2.3 稀疏分解算法研究
2.3.1 基追蹤算法
2.3.2 正交匹配追蹤算法
2.3.3 實(shí)驗(yàn)與分析
2.4 本章小結(jié)
3 AIS信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)研究
3.1 AIS信號(hào)稀疏表示抗噪性?xún)?yōu)化研究
3.1.1 接收端信噪比對(duì)AIS信號(hào)稀疏表示的影響
3.1.2 稀疏表示抗噪性?xún)?yōu)化算法
3.2 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化研究
3.2.1 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化方法理論推導(dǎo)
3.2.2 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化方法仿真分析
3.3 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法
3.3.1 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法仿真分析
3.3.2 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法實(shí)時(shí)性分析
3.4 本章小結(jié)
4 AIS信號(hào)自適應(yīng)檢測(cè)方法研究
4.1 自適應(yīng)檢測(cè)方法原理
4.2 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗
4.3 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗評(píng)估
4.3.1 光滑海面AIS信號(hào)傳輸損耗評(píng)估
4.3.2 粗糙海面AIS信號(hào)傳輸損耗評(píng)估
4.3.3 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗預(yù)測(cè)評(píng)估
4.3.4 基于傳輸損耗的自適應(yīng)方法門(mén)限選取
4.4 AIS信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)模塊
4.5 本章小結(jié)
5 非周期AIS信號(hào)定位信息實(shí)時(shí)測(cè)量研究
5.1 定位信息檢測(cè)
5.1.1 時(shí)間戳選擇
5.1.2 時(shí)間戳檢測(cè)
5.1.3 實(shí)驗(yàn)與分析
5.2 實(shí)測(cè)試驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
致謝
本文編號(hào):3875304
【文章頁(yè)數(shù)】:128 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 增強(qiáng)羅蘭系統(tǒng)
1.1.2 AIS測(cè)距模式
1.1.3 陸基定位系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究小結(jié)
1.2 AIS測(cè)距模式的測(cè)距理論研究
1.3 信號(hào)稀疏表示理論
1.3.1 字典構(gòu)造算法
1.3.2 稀疏分解算法
1.4 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.5.2 結(jié)構(gòu)安排
2 AIS信號(hào)稀疏表示研究
2.1 AIS信號(hào)稀疏表示需求分析
2.1.1 AIS信號(hào)稀疏表示實(shí)時(shí)性需求分析
2.1.2 AIS信號(hào)模型
2.2 字典學(xué)習(xí)算法研究
2.2.1 字典學(xué)習(xí)模型
2.2.2 最優(yōu)方向法
2.2.3 K項(xiàng)奇異值分解法
2.2.4 實(shí)驗(yàn)與分析
2.3 稀疏分解算法研究
2.3.1 基追蹤算法
2.3.2 正交匹配追蹤算法
2.3.3 實(shí)驗(yàn)與分析
2.4 本章小結(jié)
3 AIS信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)研究
3.1 AIS信號(hào)稀疏表示抗噪性?xún)?yōu)化研究
3.1.1 接收端信噪比對(duì)AIS信號(hào)稀疏表示的影響
3.1.2 稀疏表示抗噪性?xún)?yōu)化算法
3.2 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化研究
3.2.1 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化方法理論推導(dǎo)
3.2.2 OMP算法計(jì)算速度優(yōu)化方法仿真分析
3.3 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法
3.3.1 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法仿真分析
3.3.2 AIS信號(hào)快速抗噪稀疏表示算法實(shí)時(shí)性分析
3.4 本章小結(jié)
4 AIS信號(hào)自適應(yīng)檢測(cè)方法研究
4.1 自適應(yīng)檢測(cè)方法原理
4.2 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗
4.3 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗評(píng)估
4.3.1 光滑海面AIS信號(hào)傳輸損耗評(píng)估
4.3.2 粗糙海面AIS信號(hào)傳輸損耗評(píng)估
4.3.3 AIS信號(hào)海面?zhèn)鬏敁p耗預(yù)測(cè)評(píng)估
4.3.4 基于傳輸損耗的自適應(yīng)方法門(mén)限選取
4.4 AIS信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)模塊
4.5 本章小結(jié)
5 非周期AIS信號(hào)定位信息實(shí)時(shí)測(cè)量研究
5.1 定位信息檢測(cè)
5.1.1 時(shí)間戳選擇
5.1.2 時(shí)間戳檢測(cè)
5.1.3 實(shí)驗(yàn)與分析
5.2 實(shí)測(cè)試驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
致謝
本文編號(hào):3875304
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