专利名称：船用导航雷达多功能多参数监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于海洋环境监测的信号与信息处理系统，尤其涉及一种船 用导航雷达多功能多参数监测系统。
背景技术：
目前，无论是中型或大型民用船只，还是军用舰只，基本都配备有两部X-波段导 航雷达，以实现舰船的导航和避碰。但是，海面雷达回波图像有很好的背景信息，在单一监 测避碰的要求下都会被当作背景噪声滤掉了。在舰船周围如果没有其他船只的情况下，雷 达回波图像仅体现海浪的背景信息，没有任何用途。实际上，利用海面雷达回波图像的背景 信息，可以成功反演舰船周围的海况，确定海态参数；甚至在舰船周围有少量其他船只的情 况下，仍然可以较成功反演舰船周围的海况，确定海态参数，这对舰船航行安全十分有利。德国利用X-波段导航雷达初步实现了基于深海、充分成长的海浪条件下有效波 高、波向、波周期、波速的预测，以及海流表层流流速和流向的粗略预测，研制出WaMosII系 统。现有技术中，少量舰船虽然配备了德国的WaMosII，但都是在舰船桅杆上安置第三台 X-波段导航雷达。这在桅杆上形成拥挤，而且对各种其他仪器的参数测量都有影响。
实用新型内容针对上述现有技术，本实用新型提供一种船用导航雷达多功能多参数监测装置， 本实用新型监测装置只利用舰船上配备的一导航雷达所采集的数据，就可以有效地的实现 动态的海态参数反演、避碰海景过滤及风场检测等多功能多参数监测，开发了现有导航雷 达的功能，为海上航行安全提供了保证。为了解决上述技术问题，本实用新型船用导航雷达多功能多参数监测装置予以实 现的技术方案是包括一计算机，一导航雷达和一大屏幕显示器，所述导航雷达至少有一个 信号输入端口和一个信号输出端口 ；所述计算机至少有两个信号输入输出端口 ；所述大屏 幕显示器至少具有一个信号输入端口 ；所述导航雷达的信号输出端口与计算机的一个信号 输入输出端口连接，所述计算机的另一个输入输出端口与所述大屏幕显示器的信号输入端 口连接；所述计算机包括外部信号识别单元、海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场 检测单元和数据存储及处理单元；所述外部信号识别单元与所述海态参数反演单元、避碰 信息过滤单元、风场检测单元均与数据存储及处理单元连接；所述海态参数反演单元、避碰 信息过滤单元、风场检测单元和数据存储及处理单元均与大屏幕显示器连接。与现有技术相比，本实用新型船用导航雷达多功能多参数监测装置的有益效果 是只需配备一台导航雷达，不但可以实现船只避碰，确保航行安全；而且还能够实现 有效波高、波长、波向、波速、流向、流速、风速、风向等海态参数反演；减少了导航雷达的数 目，加强了导航雷达功能的集成度，一定程度上削弱了各仪器间的相互影响，使船只配备更 加科学化；另外，由于远海没有海洋观测站，通过本实用新型可以得到的舰船的海浪和风场信息还可以为每天天气预报之后的海浪预报提供真实可靠的信息。
附图是本实用新型船用导航雷达多功能多参数监测装置构成框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地描述。如附图所示，本实用新型船用导航雷达多功能多参数监测装置，包括一计算机 200，一导航雷达100和一大屏幕显示器300，所述导航雷达100至少有一个信号输入端口和 一个信号输出端口 ；所述计算机200至少有两个信号输入输出端口 ；所述大屏幕显示器300 至少具有一个信号输入端口 ；所述导航雷达100的信号输出端口与计算机200的一个信号 输入输出端口连接，所述计算机200的另一个输入输出端口与所述大屏幕显示器的信号输 入端口连接。所述计算机200包括外部信号识别单元201、海态参数反演单元202、避碰信息过 滤单元203、风场检测单元204和数据存储及处理单元205 ；所述外部信号识别单元201与 所述海态参数反演单元202、避碰信息过滤单元203、风场检测单元204均与数据存储及处 理单元205连接；所述海态参数反演单元202、避碰信息过滤单元203、风场检测单元204和 数据存储及处理单元205均与大屏幕显示器300连接。在安装本实用新型中的导航雷达100时，最好是将导航雷达100的天线安装在高 于海平面8米并能测到方位角180°、距离为400米至1000米(因其视野盲区距船不超过 400米)的海域的舰船桅杆顶部，并保证无障碍物对信号采集形成遮挡；将计算机200和大 屏幕显示器300固定好，避免因舰船航行中左右摇摆造成设备损失。本实用新型投入不高，可以借用船上原有的导航雷达，再配备一台计算机和一个 好的大屏幕显示器。利用计算机中设置的上述五个单元形成系统功能的集成。其中，导航雷达可以使用技术成熟的日本“古野”牌雷达或其他型号雷达，其雷达 的转速最好在24-48转/分，其探测半径为6Km-10km。利用监测装置中的导航雷达对舰船周围海域进行不间断、全天候扫描。在雷达回 波信号数据采集完成后，通过雷达的数据输出端口将数据送入计算机进行储存，计算机利 用外部信号识别单元201对接收到的数据进行识别，并利用避碰信息过滤单元203将海浪 背景信息被当成噪声滤掉，然后根据船只避碰原理，计算舰船与周围舰船的关系，实现舰只 避碰；利用海态参数反演单元202提取舰船周围500m-4km海浪背景信息，雷达回波信号 中周围舰只的信息和4km之外的海浪背景信息当成噪声滤掉，利用这部分数据实现有效波 高、波长、波向、波速以及流向流速等海态参数反演；利用风场检测单元204提取舰船周围 4km-10km海浪背景信息，滤掉4km之内的海浪背景信息和周围舰只的信息，利用这部分数 据实现舰船周围风场(主要是风速、风向)的检测；上述各单元得到的结果均由大屏幕显示 器输出。所述显示器最好配有遥控器，通过遥控器可以切换不同的显示功能及效果，主要包 括舰船周围信息、海浪的有效波高、波长、波周期、波速、风向、风速等，使舰船周围情况能够 更加明显直观的呈现给操作人员。另外，还可以利用海面雷达回波图像的背景信息粗略预测周围风场、主要是风速和风向也是可行的。因此，可以断定利用船用导航雷达实现多功能多参数监测是未来20-30 年χ-波段导航雷达的发展方向。 尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具 体实施方式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些 均属于本实用新型的保护之内。
权利要求一种船用导航雷达多功能多参数监测装置，包括一计算机，其特征在于，还包括一导航雷达，该导航雷达至少有一个信号输入端口和一个信号输出端口；所述计算机至少有两个信号输入输出端口；一大屏幕显示器，至少具有一个信号输入端口；所述导航雷达的信号输出端口与计算机的一个信号输入输出端口连接，所述计算机的另一个输入输出端口与所述大屏幕显示器的信号输入端口连接；所述计算机包括外部信号识别单元、海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元和数据存储及处理单元；所述外部信号识别单元与所述海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元均与数据存储及处理单元连接；所述海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元和数据存储及处理单元均与大屏幕显示器连接。
2.根据权利要求1所述船用导航雷达多功能多参数监测装置，其特征在于所述导航 雷达的转速为24-48转/分，其探测半径为6Km-10km。
3.根据权利要求1或2所述船用导航雷达多功能多参数监测装置，其特征在于所述 导航雷达为X-波段导航雷达。
4.根据权利要求1所述船用导航雷达多功能多参数监测装置，其特征在于所述显示 器配有遥控器。专利摘要本实用新型公开了一种船用导航雷达多功能多参数监测装置，包括一计算机，一导航雷达和一大屏幕显示器；计算机至少有两个信号输入输出端口；计算机的两个信号输入输出端口分别与导航雷达和大屏幕显示器连接；计算机包括外部信号识别单元、海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元和数据存储及处理单元；外部信号识别单元与海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元均与数据存储及处理单元连接；海态参数反演单元、避碰信息过滤单元、风场检测单元和数据存储及处理单元均与大屏幕显示器连接。本实用新型只利用一台导航雷达就可以有效地的实现动态的海态参数反演、避碰海景过滤及风场检测等多功能多参数监测。
文档编号G01S7/41GK201628768SQ20102010165
公开日2010年11月10日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者何改云, 宋占杰, 陈壮杰, 高成志, 齐占辉 申请人:天津大学