智能雷达光电探测监视系统单点基本方案 一、 系统概述 根据监控需求： 岸基对海3~10公里围主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ➢ 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ➢ 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自主知识产权，具备二次技术深化开发的海兰信数据科技股份（2001年成立，2010年国创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系统在国外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需 求特点等。同时，该系统近期成功中标国近年来相关领域多套（20套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。 3. 项目建成后的主要特点 ➢ 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息融合的能力，确保对探测围雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。 ➢ 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记录、方便随时调用回放。 ➢ 系统技术水平国领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地探测与持续跟踪能力。 ➢ 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ➢ 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络，可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ➢ 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。 二、 系统设备清单
序号 材料名称 规格型号 数量 1 X波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw 1套
2 小目标雷达数据处理器及显示终端软件 HLD-STTD-1000 Radpro V1.6.0.0 COREi7-4770TE2.3G 8GDDR3存 1套 序号 材料名称 规格型号 数量 2块容量2TB硬盘 RVAQ雷达视频采集卡 3 AIS，IP65（含安装支架） NAR-1000 1套
4 综合光电设备，IP65（含编码器、安装支架） ITV100 1套
5 工作站（客户端） Z230SFF CPU/主频:IntelCorei5-4570/3.2GHz 存:4GB 硬盘：1TB 光驱：DVD-ROM 网卡：千兆 显示器：Z24i，1920×1080 1套 6 服务器 ProliantDL388Gen9 XeonE5-2620v3 16G存 4TBSATA 1套 7 辅材辅料 —— 1批 三、 系统构成
2.1 系统构架示意图（后续支撑四套组网扩展示意） 3.1 雷达分系统 雷达是系统中的主要传感器，其性能和对目标的检测处理能力对整个系统起着举足轻重的作用。项目使用的雷达信号检测与目标跟踪技术能够形成一套完整的对重点目标地带跟踪监测解决方案，其从信号提取能力、目标处理的容量、目标处理精度几方面均具有独特优势。
图2.2 雷达系统方框图 雷达采用大型波导裂缝天线雷达，技术指标如下： 天线尺寸 8英尺 天线形态 波导裂缝式 收发机波段 X波段 收发机最高输出功率 10千瓦 水平波束宽-3dB最大 1º 垂直波束宽-3dB最大 24º 增益值 31dBi 限制相对风速 120km/hr 天线转速 28rpm 可选转速 45rpm
抗风能力 45m/s（工作） 60m/s（生存） 马达 有保护，有告警
该系统雷达原始视频采集（RVAQ）模块能够与不同的雷达传感器相连接。
该模块从雷达传感器接收视频，触发，天线方位角和天线航向信号并对数字转换进行模拟。雷达原始视频也在该阶段进行数字化。而在此时模块并不执行对任何目标的检测，过滤或信号处理。可通过一个置的示波器对输入到该模块的信号进行监控并将其显示到服务监视器上。 此外，该系统雷达处理器在不同的海杂波和雨滴杂波以及来自其他雷达的干扰下能适应各种气象条件。可通过一项基于浮动阈值，误报率和多项扫描相关性组合的先进自适应滤波技术来抑制不需要的信号。 雷达目标跟踪处理模块：海兰信提供的雷达目标跟踪处理模块用来全自动跟踪、探测移动的及固定的目标。这些功能可不借助人工而全天候在整个雷达覆盖区域进行。系统设计时采用开放式结构，便于未来进行结构性和功能性升级。 雷达目标跟踪处理模块主要性能特点： ➢ 子系统系统本身不受雷达型号限制：系统可与多种型号的雷达相，且性能不受影响； ➢ 安装简易、适应岸基与船载系统：通过PCI插卡及商用电脑即可实现安装，岸基系统不需要更多的辅助性设施，而船载系统通过与罗经、GPS等设备的整合可达到与岸基系统相同的性能指标； ➢ 雷达覆盖围自动跟踪探测目标：经过系统调试后，在雷达覆盖围具有 全自动的目标跟踪探测功能； ➢ 目标跟踪探测能力强：系统使用的是综合性很强的先跟踪后探测（TBD）算法，国有量化试验证明系统对于目标有强的自动跟踪探测能力； ➢ 功能强大的综合显控终端：要求以S57电子海图为界面的综合显控终端不但可以更清晰的显示目标位置，还具有更多综合性很强的操控功能（如：报警区自由设定、叠加雷达视频信号等）； ➢ 随时可扩展为大型系统：系统可随时按照客户要求增加信息源数量及终端数量，以扩展为大型系统； ➢ 维护简易且实时性强：系统维护可通过网络进行，使系统维护的及时性、便捷性得以保障。 雷达作用距离 在发现概率Pd≥90%，恒虚警率Pf≤10-6，3级海况的条件下，作用距离：（雷达高度20m） ➢ 大型目标（RCS≥50㎡，高度20m）：雷达视距； ➢ 中目标（RCS≥10㎡,高度5m）：≥10海里。 ➢ 小目标（RCS≥1㎡，高度1m）：≥3海里 雷达目标分辨力 ➢ 方位分辨力：≤1°； ➢ 距离分辨力：≤25m 雷达处理精度 ➢ 方位精度：约0.01°； ➢ 距离精度：约2m； ➢ 航向精度：2°（速度大于5kn时）； ➢ 航速精度：0.5kn（速度小于10kn时），5%（速度大于10kn时）； ➢ 跟踪速度：直线速度≥20kn 跟踪能力 跟踪目标：≥2000个 3.2 光电分系统
光电分系统的主要功能是在综合终端显控系统上通过选取目标实现对安装在监控点的光电设备自动选取目标的关联。这一功能可以让操作员实现摄像机的远程精确操控，进行目标识别、跟踪，实现全天候、全方位对地、海、空目标进行搜索、自动跟踪。同时，将光电记录的视频信息实时存储，以便事后调阅分析。 光电分系统由光学透雾可见光摄像机、红外热像仪集成，保证在晴天、有星光、低照度等多种气象条件下昼夜成像。原理及组成如下图：
白光摄像机红外热像仪
稳定平台
光学处理平台雷达指示模块视频视频
通信
NETNET雷达光电一体化显示界面
图2.3 光电子系统原理图 光电功能：
➢ 白光成像及透雾功能 ➢ 激光或红外热成像功能 ➢ 雷达引导跟踪功能 ➢ 视频增强（针对低照度、雾霾天气的特殊处理） 图2.4 距雷达2海里的船舶光电观察效果图 图2.5 透雾效果图 光电作用距离：使用环境为海边，能见度20公里，湿度80%，温度20~33℃
时： 目标类型 3×2㎡ 10×5㎡ 电视探测距离 5km 8km 电视识别距离 3km 4km 对人认清距离（取证） 500m 红外探测 4km 6km 红外设备 3km 4km 3.3 服务器数据融合与存储 图2.6 系统信息服务器流程图 ➢ 关联各个单一传感器所搜集的数据
➢ 跟踪区域－特定区域跟踪参数可以单独设定 ➢ 同时处理多达512部传感器信息 ➢ 同时跟踪超过20,000个目标 ➢ 经过融合处理后，系统最终可以提供给终端显示控制平台的参数，包括：目标ID或名称、位置、时间点、航向和速度、运动轨迹、目标状态、轮廓。如下图所示： 3.4 态势显示终端
态势显示终端是用户操作使用的主界面程序，从目标管理器接收已处理的雷达视频数据和目标数据，以电子海图为背景进行显示。