Радиолокационная станция (РЛС) — система для обнаружения и определения параметров (положения, размеров, скорости) морских, воздушных, наземных объектов. Возможность обнаружения с помощью РЛС надводных объектов позволяет использовать её не только как средство обеспечения навигационной безопасности, но и как средство расхождения с другими объектами.
Проектирование алгоритма разрешения сложных ситуаций движения судов используя данные, полученные от РЛС, оказалось нетривиальной задачей. Частые случаи столкновения морских судов в частности и аварийных ситуаций в целом потребовали разработку средства автоматизированной радиолокационной прокладки (САРП), тем самым обеспечив безопасное движение судов в зоне контроля.
Модуль САРП обеспечивает возможность безопасного разрешения ситуаций, вызванных сложным движением судов в зоне контроля. Наблюдение за движением объекта позволяет получить траекторию судна, оценить скорость и расстояние между объектами на экране и использовать предупредительный сигнал с указаниями действий необходимых для предотвращения конфликтных ситуаций.
Также данный модуль может использоваться для охраны территории –автоматически локализовать объекты и предоставлять их координаты оператору.
Для своевременного предотвращения аварийных ситуаций и обеспечения контроля, необходимо, чтобы система сопровождения удовлетворяла ряду критериев:
1) Точность расчёта параметров сопровождаемого судна – географические координаты, курс, скорость, оценка размеров;
2) Сопровождение в реальном времени – изменения параметров движения объекта должны предоставляться на лету, то есть разница во времени между изменениями параметров и их расчётом должна быть минимальна;
3) Возможность своевременной индикации манёвра судна –сообщение о резком изменении курса или скорости судна должно поступать вовремя;
4) Возможность сопровождения большого числа объектов – в зоне действия РЛС должны быть локализованы все суда;
5) Корректность работы модуля в случаях сильных морских волнений;
6) Возможность дифференциации объектов с пересекающимися траекториями.
Необходимо, чтобы все перечисленные параметры были реализованы при разработке алгоритма сопровождения, что является нетривиальной задачей, ввиду ограничения по вычислительным мощностям. В первой главе данной работы описывается общая концепция работы модуля, на примере алгоритма, реализованного в индикаторе «Нева-ОПВ», его плюсы и минусы. Весь алгоритм разбит на несколько модулей, каждый из которых подробно описан и оценен. В главах 2-4 приведён ряд усовершенствований данных модулей, которые обеспечивают более быструю и точную оценку данных, получаемых с радиолокационной системы.
Так, во второй главе рассматривается алгоритм разбора радиолокационной информации с использованием вычислений на видеопроцессоре. Данные технологии позволяют значительно ускорить обработку и получить геометрические характеристики всех объектов в зоне действия РЛС за конечное время, удовлетворяющее условиям, описанным выше.
В третьей главе работы описывается метод прогнозирования положения судна, его сравнение с методом, использующим в своей основе линейную модель движения на основе графиков, полученных в результате применения этих методов. Также здесь описан алгоритм выявления манёвра.
В четвёртой главе представлен трёхступенчатый метод нахождения подходящих отметок в области поиска (стробе). Этот алгоритм учитывает данные, полученные на предыдущих шагах, что позволяет выбрать нужную отметку даже в сильно зашумлённой увеличенной из-за наличия манёвра области.
