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第1章 概述1

1.1目的和范围1

1.2通用要求2

1.2.1基本要求3

1.2.2监视系统参数3

1.3本书的内容安排4

1.4参考文献7

第2章 海上监视系统应用8

2.1船舶航行服务系统（VTS）8

2.2海军监视系统12

2.3民用和军用（海军）监视系统的比较16

2.4设计方法22

2.5参考文献28

附录2A海军侦察飞机威力范围与观测时间间隔仿真28

2A.1问题及约束条件28

2A.2观测时间间隔的变化29

2A.3仿真分析30

2A.4观测时间间隔计算31

第3章 海洋环境37

3.1环境的影响37

3.2海态38

3.2.1海浪39

3.2.2舰船摇摆43

3.2.3多径效应44

3.2.4波导效应46

3.2.5海流47

3.3杂波48

3.3.1杂波特性48

3.3.2面杂波和体杂波54

3.4海杂波56

3.5陆地杂波58

3.6大气杂波60

3.7信号传播衰减61

3.7.1晴朗天气的正常大气传播衰减62

3.7.2雨水衰减62

3.8参考文献64

第4章 传感器65

4.1引言65

4.2雷达67

4.2.1一般特点67

4.2.2雷达方程76

4.3微波雷达在VTS中的应用81

4.3.1要求81

4.3.2 FMCW雷达的典型技术指标92

4.4微波成像雷达93

4.4.1微波成像雷达在MSS中的作用94

4.4.2距离像雷达94

4.4.3侧视SAR的基本工作原理96

4.4.4 ISAR基本原理102

4.4.5系统结构106

4.4.6机载SAR/ISAR的典型参数107

4.5星载雷达108

4.5.1特征108

4.5.2主动／被动探测113

4.5.3系统需求113

4.5.4合成孔径雷达设计116

4.5.5需进一步探索和研究的问题120

4.6电子支援措施（ESM）122

4.6.1海上监视系统中ESM和ELINT的重要性122

4.6.2 ESM设备123

4.6.3 ESM子系统125

4.6.4 ESM接收机类型127

4.6.5方向解算技术129

4.6.6 ESM接收机的最大截获距离130

4.7光学和红外传感器133

4.7.1海上监视系统中的光学和红外传感器133

4.7.2基本量纲和术语134

4.7.3大气传播与能见度135

4.7.4目标和环境的辐射139

4.7.5光学系统的主要参数141

4.7.6性能参数145

4.7.7典型传感器的技术指标148

4.8全球定位系统（GPS）151

4.8.1海上监视系统中GPS的应用151

4.8.2差分GPS（dGPS）159

4.8.3差分修正信息的传输164

4.8.4集成LORAN-C/dGPS（EUROFIX）170

4.8.5卫星导航的未来发展趋势171

4.9 HF超视距雷达174

4.9.1 HF雷达在MMS中的地位和作用174

4.9.2天波的传播176

4.9.3地波传播路径损耗的计算177

4.9.4 RCS特性178

4.9.5天线性能179

4.9.6高频频段的频谱特性180

4.9.7高频频段的海杂波特性180

4.9.8高频雷达用于海洋水文监测182

4.9.9高频雷达的典型参数184

4.10参考文献185

附录4A监视卫星的轨道参数187

附录4B合成孔径雷达系统定义和设计过程192

第5章 传感器平台195

5.1平台类型195

5.2海上监视飞机（MSA）196

5.2.1任务196

5.2.2海上监视飞机的类型197

5.2.3所需监视飞机的数量201

5.2.4任务和飞行概况图203

5.2.5综合集成204

5.3直升机206

5.4无人机（UAV）208

5.4.1任务208

5.4.2无人机（UAV）的分类209

5.5气球和飞艇212

5.6用于搜救（SAR）的空中平台217

5.6.1搜救217

5.6.2搜救通信系统217

5.6.3搜救兵力219

5.6.4搜索模式221

5.7参考文献223

第6章 海上环境的自动目标识别原理224

6.1范围224

6.2舰船的电磁特性225

6.3雷达自动目标分类原理229

6.3.1特征提取231

6.3.2分类233

6.4雷达自动目标分类237

6.4.1分类的等级237

6.4.2雷达自动分类238

6.5电子支援措施的分类和识别241

6.6敌我识别（IFF）分类243

6.7隐身技术245

6.7.1减小RCS的方法246

6.7.2隐身目标的探测和分类247

6.8参考书目248

第7章 多传感器数据融合250

7.1目标250

7.2数据融合的类型254

7.2.1集中式数据融合255

7.2.2分布式数据融合257

7.3数据融合的级别258

7.4传感器属性261

7.5多传感器数据融合算法262

7.5.1位置融合算法264

7.5.2识别融合算法264

7.5.3辅助支持算法268

7.6位置融合算法268

7.6.1多目标跟踪269

7.6.2时间同步和坐标对准276

7.6.3位置融合算法277

7.7决策级识别融合280

7.7.1经典推论281

7.7.2识别融合的贝叶斯方法284

7.7.3 Desmpster-Shafer识别融合方法285

7.7.4贝叶斯和D-S融合算法的仿真模型292

7.8特征级识别融合296

7.8.1聚类分析方法297

7.8.2自适应神经网络298

7.8.3表决方法300

7.8.4参数模板300

7.9显示子系统301

7.10数据库管理308

7.11参考文献313

第8章 通信系统与数据链316

8.1概述316

8.2 VTMIS的通信系统316

8.2.1需求316

8.2.2 RSS-VTC通信317

8.2.3船舶-VTC通信318

8.2.4 VTC内部通信325

8.2.5 VTC间通信325

8.2.6 VTC与相关组织机构间的通信327

8.2.7危机处理通信327

8.2.8 VTC船主通信327

8.2.9公用通信327

8.2.10通信种类328

8.3海军监视系统通信328

8.3.1系统组成328

8.3.2通信需求329

8.3.3数据链方案335

8.4定位误差分析352

8.5参考文献358

第9章 海上监视仿真系统360

9.1绪论360

9.2模拟器的特性363

9.2.1模拟仿真的需求363

9.2.2快速模拟方法366

9.2.3检查与确认367

9.2.4模拟仿真的事件368

9.3 MSS的仿真372

9.3.1概述372

9.3.2传感器模型373

9.4 SIMS：海军监视系统的设计实例377

9.4.1模型的目的377

9.4.2事件程序382

9.4.3样本输出409

9.5舰船的散射中心结构的离线模拟器（GRS）建立411

9.5.1概述411

9.5.2模型概述412

9.5.3样本输出414

9.6航行态势模拟器：TURBO416

9.6.1航行态势模拟器的要求416

9.6.2模型概述417

9.7参考文献426

第10章 新技术、新功能和新方案428

10.1 VTMIS涉及的研究内容和进展428

10.2非人工语音VTS系统428

10.3传感器和数据处理技术的发展429

10.4通信技术的发展429

10.5 dGPS技术的发展430

10.6新功能和新项目431

10.6.1自动船舶标绘系统431

10.6.2自动船舶识别433

10.6.3电子海图显示和信息系统（ECDIS）437

10.6.4其他船舶运动数据（艏首向、转向率、摇摆、倾斜）439

10.6.5避碰信息的可视性和避碰决策支持440

10.6.6扩展的航线预测功能441

10.6.7 VTS信息记录和回放443

10.6.8远程领航443

10.6.9高速和低RCS船舶的非合作监测444

10.6.10人工智能系统（IKBS）445

10.7 VTS进行安全有效导航须解决的若干问题445

10.7.1概述445

10.7.2相关问题的建议447

10.8参考文献473

附录10A电子海图显示和信息系统（ECDIS）474

10A.1定义474

10A.2 ECDIS的数据传输标准475

10A.3模型应用476

附录10B ECDIS在VTS中的应用478

第11章 成本分析和使用计划481

11.1成本估计法481

11.2投入成本482

11.3运行和维护成本484

11.4总成本486

11.5可靠性和可用性486

11.6使用计划491

11.6.1使用阶段491

11.6.2使用原则493

11.7参考文献494