Estymowana pozycja radarowa

Podobne dokumenty
ZGRYWANIE OBRAZU RADAROWEGO Z MAPĄ MORSKĄ METODĄ WYRÓWNANIA

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

KONCEPCJA BAZY DANYCH NAWIGACYJNO-HYDROGRAFICZNEGO ZABEZPIECZENIA (NHZ) NA POLSKICH OBSZARACH MORSKICH

I. KARTA PRZEDMIOTU C10

Spis treści Wyznaczenie pozycji przy pomocy jednego obserwowanego obiektu... 47

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

POSITION ACCURACY PROJECTING FOR TERRESTRIAL RANGING SYSTEMS

Rys Szkic sieci kątowo-liniowej. Nr X [m] Y [m]

Problem testowania/wzorcowania instrumentów geodezyjnych

Teoria błędów pomiarów geodezyjnych

PROGRAMOWANIE DYNAMICZNE W ROZMYTYM OTOCZENIU DO STEROWANIA STATKIEM

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza wpływu informacji z logu na dokładność śledzenia obiektów w urządzeniach ARPA

THE AUTOMATIZATION OF THE CALCULATION CONNECTED WITH PROJECTING LEADING LIGHTS

AUTOREFERAT. dr inż. Mariusz Wąż

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Metoda określania pozycji wodnicy statków na podstawie pomiarów odległości statku od głowic laserowych

Projektowanie systemów pomiarowych. 02 Dokładność pomiarów

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

SIEĆ GRNN W KOMPRESJI OBRAZÓW RADAROWYCH

POMIAR NAPIĘCIA STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

LABORATORIUM METROLOGII

TRANSFORMACJA WSPÓŁRZĘDNYCH Z ZASTOSOWANIEM WYBRANYCH METOD m-estymacji TRANSFORMATION OF COORDINATES WITH ROBUST ESTIMATION

Pomiarowa baza badawcza na terenie PWSTE Measurement research base at the Higher School of Technology and Economics in Jarosław (PWSTE)

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Układy współrzędnych stosowane w nawigacji na akwenach ograniczonych

Wykład 9. Terminologia i jej znaczenie. Cenzurowanie wyników pomiarów.

ROZDZIAŁ 1. NAWIGACJA MORSKA, WSPÓŁRZĘDNE GEOGRAFICZNE, ZBOCZENIE NAWIGACYJNE. KIERUNEK NA MORZU.

DOBÓR ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH DLA GOSPODARSTWA PRZY POMOCY PROGRAMU AGREGAT - 2

PODSTAWY NAWIGACJI Pozycja statku i jej rodzaje.

ZASADY MONITOROWANIA MORSKICH OBIEKTÓW O MAŁYCH PRĘDKOŚCIACH

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

Przetwarzanie A/C i C/A

INTERNETOWA TRANSMISJA DANYCH AIS DO STANOWISKA AUTOMATYZACJI NAWIGACJI RADAROWEJ

BADANIE KOMPASU GPS W WARUNKACH RZECZYWISTYCH GPS COMPASS INVESTIGATION IN REAL CONDITIONS

Aerotriangulacja. 1. Aerotriangulacja z niezależnych wiązek. 2. Aerotriangulacja z niezależnych modeli

LABORATORIUM Z FIZYKI

Analiza wyników sprawdzianu w województwie pomorskim latach

Określanie krzywizny trajektorii płaskiej statku za pomocą GPS

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

Obszar całego kraju jest podzielony na 5 stref odwzorowawczych (rys. 1).

TRANSCOMP XV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Przetwarzanie AC i CA

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE. JEDNOSTKA ORGANIZACYJNA: Wydział nawigacyjny Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Zakład Urządzeń Nawigacyjnych

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Temat ćwiczenia. Wyznaczanie mocy akustycznej

ANALIZA SYSTEMU POMIAROWEGO (MSA)

REPREZENTACJA LICZBY, BŁĘDY, ALGORYTMY W OBLICZENIACH

Koncepcja pomiaru i wyrównania przestrzennych ciągów tachimetrycznych w zastosowaniach geodezji zintegrowanej

Differential GPS. Zasada działania. dr inż. Stefan Jankowski

Nauczanie budowy stref działania i dokładności: azymutalnych, stadiometrycznych, hiperbolicznych i mieszanych systemów nawigacyjnych.

WSPÓŁCZYNNIK GOTOWOŚCI SYSTEMU LOKOMOTYW SPALINOWYCH SERII SM48

Analiza porównawcza metod pomiarowych badań skuteczności układów hamulcowych tramwajów

USTALANIE WARTOŚCI NOMINALNYCH W POMIARACH TOROMIERZAMI ELEKTRONICZNYMI

Transmitancja operatorowa członu automatyki (jakiego??) jest dana wzorem:

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE. JEDNOSTKA ORGANIZACYJNA: Wydział nawigacyjny Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Zakład Urządzeń Nawigacyjnych

SATELITARNE TECHNIKI POMIAROWE WYKŁAD 4

Ćw. nr 1. Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

Wykorzystanie obrazów sonarowych do wyznaczania pozycji pojazdów podwodnych

INFORMACJA-PORÓWNANIE

Radiolokacja. Wykład 3 Zorientowania, zobrazowania ruchu, interpretacja ruchu ech na ekranie

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

ANALIZA HIERARCHICZNA PROBLEMU W SZACOWANIU RYZYKA PROJEKTU INFORMATYCZNEGO METODĄ PUNKTOWĄ. Joanna Bryndza

UNIKANIE NIEBEZPIECZNYCH SYTUACJI W ZŁYCH WARUNKACH POGODOWYCH W RUCHU STATKU NA FALI NADĄŻAJĄCEJ

Opracowanie narzędzi informatycznych dla przetwarzania danych stanowiących bazę wyjściową dla tworzenia map akustycznych

ESTYMACJA PARAMETRÓW TERMOFIZYCZNYCH CIAŁ IZOTROPOWYCH ZA POMOCĄ METODY FILTRACJI DYNAMICZNEJ ORAZ PRZEDZIAŁOWEGO UŚREDNIANIA WYNIKÓW POMIARÓW

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

Wstęp do teorii niepewności pomiaru. Danuta J. Michczyńska Adam Michczyński

ALGORYTM ROZPOZNAWANIA OBRAZÓW MATERIAŁÓW BIOLOGICZNYCH

1. Przed rozpoczęciem sprawdzić kompletność pomiarów, właściwe nazewnictwo mierzonych punktów. 2. Ustawienie opcji: Systemopcje (ctrl+p)

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE. JEDNOSTKA ORGANIZACYJNA: Wydział nawigacyjny Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Zakład Urządzeń Nawigacyjnych

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Symulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów

Metrologia: definicje i pojęcia podstawowe. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO...

Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania:

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

GPSz2 WYKŁAD 15 SZCZEGÓŁOWA WYSOKOŚCIOWA OSNOWA GEODEZYJNA

REJESTRACJA I PRZETWARZANIE ZOBRAZOWANIA RADAROWEGO W CELU ZWIĘKSZENIA MOśLIWOŚCI DETEKCJI ECH O NISKIM POZIOMIE SYGNAŁU

JAK WYZNACZA SIĘ PARAMETRY WALIDACYJNE

Typowe błędy w analizie rynku nieruchomości przy uŝyciu metod statystycznych

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Komputerowa Analiza Danych Doświadczalnych

KP, Tele i foto, wykład 3 1

Procedura szacowania niepewności

Reprezentacja i analiza obszarów

Parametry techniczne geodezyjnych układów odniesienia, układów wysokościowych i układów współrzędnych


Ćwiczenie z fizyki Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej soczewki oraz współczynnika załamania światła

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Koncepcja jednoczesnego wykorzystania wielu stacji radiolokacyjnych do estymacji ech radarowych na potrzeby systemów VTS

WYBRANE ELEMENTY CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW W RADARZE FMCW

Sposoby opisu i modelowania zakłóceń kanałowych

Sterowanie wielkością zamówienia w Excelu - cz. 3

Linia pozycyjna. dr inż. Paweł Zalewski. w radionawigacji

Temat pracy dyplomowej Promotor Dyplomant CENTRUM INŻYNIERII RUCHU MORSKIEGO. prof. dr hab. inż. kpt.ż.w. Stanisław Gucma.

Transkrypt:

WĄś Mariusz 1 NAUS Krzysztof 2 Estymowana pozycja radarowa WSTĘP Radar nawigacyjny jest spostrzegany jako pomoc nawigacyjna i w głównej mierze wykorzystywany jest do prowadzenia obserwacji i planowania oraz realizacji manewrów zapobiegawczych. W sytuacjach kiedy chcemy określić współrzędne biegunowe (NR i d) do obserwowanego niebezpieczeństwa (brzeg, stawa, obiekt stały itp.) wykorzystujemy radar do wyznaczania pozycji w celu zwiększenia bezpieczeństwa prowadzenia nawigacji. Dowiązujemy się wtedy do obserwowanego echa (linii brzegowej, stawy, Raconu, punktu charakterystycznego zaznaczonego na mapie itp.). Pozycja geograficzna wyznaczona za pomocą radaru, z obserwacji jednego, dwóch lub więcej ech, nie jest dokładna. Jej błąd średni rzadko kiedy spada poniŝej 150m i zaleŝy głównie od odległości do mierzonego znaku oraz od kąta przecięcia linii pozycyjnych. Ta słaba dokładność wynika z faktu, Ŝe radar nawigacyjny nie jest zbyt precyzyjnym urządzeniem. Szerokość charakterystyki antenowej, błędy wskazań Ŝyrokompasu wpływają na dokładność dokonywania namiarów radarowych (błąd od 0,7 o do 1,5 o [3]). Błąd pomiaru odległości natomiast oszacowany jest na poziomie 1% zakresu obserwacji z warunkiem, Ŝe nie spadnie poniŝej 50 metrów. Nieco odmienne podejście do wyznaczania pozycji prezentują tzw. porównawcze metody pozycjonowania. W metodach tych obraz radarowy porównywany jest do obrazu wzorca mapy. Dokonywane jest to w taki sposób aby znaleźć miejsce najlepszego zgrania (dopasowania) obrazów. Rozpatrując dokładność wyznaczonej pozycji naleŝy mieć na uwadze formę (reprezentację cyfrową) obrazów, rozdzielczość obrazów oraz zakres prowadzenia obserwacji radarowej. W tej sytuacji błąd pozycji będzie określony w pikselach. Znając tzw. GSD (ang. Ground Sample Distance) moŝemy przedstawić go w metrach. W literaturze [6], [7], [8], [9], [10] przedstawiono główne problemy oraz aspekty dokładnościowe wyznaczania pozycji metodami porównawczymi. Generalnie moŝna przyjąć, Ŝe obrazy radarowe dopasowują się do mapy z dokładnością od jednego centralnego piksela do trzech pikseli. Daje to dokładność od ok. 15 do 45 m dla zakres obserwacji 3 Mm, (rozdzielczość 740x740 pikseli) i od 60 do 180 m dla zakresu 12 Mm. Podana rozdzielczość zarejestrowanych obrazów jest duŝa i moŝe to opóźniać działanie całego algorytmu dopasowania. Badania zazwyczaj są prowadzone na mniejszych rozdzielczościach od 400 do 500 pikseli. Nie naleŝy generalizować tych danych, gdyŝ metody porównawcze wykorzystujące obrazy radarowe nie stanowią podstawę istniejących systemów nawigacyjnych. Badania nad ich wykorzystaniem do wyznaczania pozycji są prowadzone a wyniki są obiecujące. 1. WYRÓWNANIE POZYCJI RADAROWEJ Zgrywanie obrazu radarowego z obrazem elektronicznej mapy nawigacyjnej metodą wyrównania daje dobre rezultaty, szczególnie w sytuacji gdy mamy do dyspozycji duŝą liczbę pomiarów odległości i namiarów do zidentyfikowanego oznakowania nawigacyjnego (tzw. pomiarów nadliczbowych) - [10] i [4]. NaleŜy jednak mieć świadomość tego, Ŝe klasyczna metoda wyrównania nie jest odporna na błędy grube i w sytuacji pomyłki w identyfikacji oznakowania błąd pozycji moŝe być większy niŝ przed wyrównaniem. Rozwiązaniem tego problemu moŝe być zastosowanie zmodyfikowanej metody najmniejszych kwadratów - zwanej wyrównaniem odpornym [4], [2], [5]. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki wyrównania klasycznego a takŝe wyrównania odpornego. 1 Akademia Marynarki Wojennej w Gdyni Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej, adres e-mail m.waz@amw.gdynia.pl 2 Akademia Marynarki Wojennej w Gdyni Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej, adres e-mail k.naus@amw.gdynia.pl 6626

Do precyzyjnego dopasowania obrazów niezbędne jest zidentyfikowanie kilku znaków (punktów charakterystycznych) zawartych na obrazie radarowym. Identyfikacja punktów charakterystycznych obrazu radarowego umoŝliwia poprawę dokładności określenia pozycji obserwowanej. Dokonujemy tego poprzez powtórne jej wyznaczenie w sposób analityczny. Zadanie tego typu naleŝy do grupy zadań zliczenia nawigacyjnego prostego i polega na określeniu elementów trójkąta nawigacyjnego, i jest znane wszystkim nawigatorom. Do jednoznacznego ustalenia współrzędnych pozycji jednostki wystarczają dwie odległości radarowe lub odległość i namiar na jeden obiekt itp. Wykorzystując w procesie prowadzenia nawigacji więcej niŝ dwie obserwacje istnieje moŝliwość uzyskana dokładniejszych wyników. Jednak naleŝy pamiętać o tym, Ŝe wykonane obserwacje zawsze obarczone są błędami. Zastosowanie metod rachunku wyrównawczego pozwalana na uwzględnienie takich pomiarów w wyznaczeniu pozycji. Tak jak wspomniano wyŝej w przypadku wystąpienia błędów grubych naleŝy zastosować zmodyfikowaną metodę najmniejszych kwadratów - zwanej wyrównaniem odpornym. Do przeprowadzenia badań opracowano aplikację do porównywania obrazów radarowych z mapą oraz wyznaczania pozycji obserwowanej. Aplikacja umoŝliwia wyznaczenie pozycji estymowanej poprzez dokonanie zadania wyrównania klasycznego lub odpornego wartości pomiarów. Rys. 1. Okno dialogowe aplikacji do wyznaczania pozycji obserwowanej z wykorzystaniem obrazów radarowych i mapy morskiej [4] Badania moŝna podzielić na etapy: przygotowanie obrazów radarowych, dopasowanie obrazów do mapy, wyznaczenie punktów pomiarowych i parametrów nawigacyjnych (namiarów NR i odległości d), wyrównanie wyników pomiarów i pozycji obserwowanej oraz wyznaczenie błędu pozycji. 6627

Tab. 1. Etapy prowadzenia badań etap wynik uwagi Przygotowanie obrazów radarowych Formy obrazów: bitmapa 8 bitów Dopasowanie obrazów do mapy NałoŜenie obrazów w pozycji najlepszego współczynnika dopasowania obrazów Wyznaczenie punktów pomiarowych i parametrów nawigacyjnych (namiarów NR i odległości d) Wyrównanie wyników pomiarów oraz pozycji obserwowanej oraz wyznaczenie błędu pozycji Aplikacja umoŝliwia wybór dwóch funkcji tłumienia w metodzie wyrównania odpornego. Są to: funkcja tłumienia Hampela oraz duńska funkcja tłumienia. Pierwszą czynnością operatora jest ustawienie parametrów tych funkcji. Parametry funkcji tłumienia Hampela to: k parametr określający przedział (przedział standaryzowanej poprawki; = k, k ; wzór 1) k b parametr określający granice dodatkowych przedziałów 1 dla kb t( ) = dla k, kb (1) k kb 0 dla > kb 6628

t() 1 Rys. 2. Funkcja tłumienia Hampela [4] k 0 k b k k b = σ Parametry duńskiej funkcji tłumienia to: k j.w. g parametr sterujący duńską funkcją tłumienia (wzór 2) l parametr sterujący duńską funkcją tłumienia (wzór 2) 1 dla k, k t( ) = g (2) exp{ l( k) } dla > k t() 1 Rys. 3. Duńska funkcja tłumienia [4] k 0 k = σ Określając odchylenie standardowe poprawek σ (w aplikacji oznaczone dv) obliczamy standaryzowane poprawki i, które podlegają ciągłej kontroli czy mieszczą się w wyznaczonych wybranej funkcji tłumienia. Na etapie dopasowania obrazów metodami porównawczymi moŝna zauwaŝyć, Ŝe nie zawsze obrazy wzajemnie się pokrywają we wszystkich szczegółach. Przyczyny tego mogą być róŝne: róŝnice w rodzaju odwzorowania kartograficznego obrazów, zniekształcenia odwzorowawcze, zniekształcenia i zakłócenia wynikające ze specyfiki obserwacji radarowej, echa od obiektów ruchomych itp. Na poniŝszym rysunku moŝna zauwaŝyć, Ŝe obrazy nie pokrywają dokładnie. Niemniej jednak pozycja ta została wyznaczona przez algorytm dopasowania jako miejsce o najmniejszej odległości i największym podobieństwie kształtów miedzy mapą i obrazem radarowym. 6629

Rys. 4. Przykładowe rozbieŝności w dopasowaniu linii brzegowej 2. WYNIKI BADAŃ Badania prowadzone były w ramach pracy [4] przez autorów niniejszego artykułu. PoniŜej zaprezentowano wyniki klasycznego i odpornego wyrównania pomiarów i pozycji obserwowanej. Pozycja obserwowana wyznaczona na postawie punktów charakterystycznych wyekstrahowanych i zidentyfikowanych na obrazie radarowym podlegać będzie wyrównaniu z wykorzystaniem klasycznej metody wyrównania i metod wyrównania odpornego. Parametrami wejściowymi do określenia nowej estymowanej pozycji obserwowanej będą zmierzone i obserwowane wartości namiarów lub/i odległości do zidentyfikowanych punktów charakterystycznych. Zmierzone wartości parametrów odnoszą się do pozycji obiektów widocznych na mapie morskiej. Obserwowane wartości parametrów to te, które zostały określone na podstawie obserwacji radarowej. Błąd pozycji obserwowanej, otrzymanej w wyniku dopasowania obrazów, oszacowany został na poziomie od 1 do 3 pikseli obrazu ([10] i [4]). Dla GSD = 60 metrów (dla zakresu obserwacji 12 mil morskich) maksymalna wartość tego błędu wynosi 180 metrów ([9], [10]). Błąd pozycji obserwowanej wyznaczonej w sposób klasyczny z namiaru i odległości radarowej (dla zakresu obserwacji 12 mil morskich i poziomu prawdopodobieństwa P=68,3%) wynosi ok. 250 metrów i zaleŝy w głównej mierze od odległości znaku od anteny radarowej. Pozycję wyznaczono na podstawie obserwacji punktów charakterystycznych (pomiarów namiarów i odległości). Dane wejściowe podane są w tabeli 2. Obraz radarowy został dopasowany do mapy 0 0 w pozycji ϕ = 54.5347, λ = 018.8440. Poszczególne dane oznaczają: UTM numer strefy w UTM; Xmapa współrzędna X znaku na mapie; Ymapa współrzędna Y znaku na mapie; Dmapa obliczona odległość do znaku na mapie; NRmapa obliczony namiar rzeczywisty do znaku na mapie; Xradar obserwowana współrzędna X znaku na obrazie radarowym; Yradar obserwowana współrzędna Y znaku na obrazie radarowym; Radar NRradar m NR m p m D zmierzona odległość do znaku na obrazie radarowym; zmierzony namiar rzeczywisty do znaku na obrazie radarowym; wyrównana współrzędna X pozycji obserwowanej; wyrównana współrzędna Y pozycji obserwowanej; wyrównana wartości namiarów rzeczywistych na znaki; błędy średnie wyrównanych namiarów rzeczywistych na znaki; błąd pozycji estymowanej; wyrównana wartości odległości do znaków; błędy średnie wyrównanych odległości do znaków; wektor poprawek obserwacji. 6630

Tab. 2. Dane wejściowe do zadania wyrównania UTM Xmapa Ymapa Dmapa NRmapa UTM Xradar Yradar Dradar NRradar 34 357897.00 6051206.23 6585.5385 334.6925 34 357560.80 6051562.96 7047.5138 333.3167 34 363669.25 6051400.42 6996.3792 25.3415 34 363466.92 6051859.70 7324.5753 22.2868 34 357636.07 6044919.26 2873.9600 263.7420 34 357553.15 6045277.72 2950.5363 270.7383 34 359519.03 6041150.00 4111.0989 192.2296 34 359330.83 6041485.37 3840.0165 196.1881 34 367754.91 6034687.92 12706.4002 143.2679 34 368191.93 6035337.63 12443.1138 139.9072 Wyrównanie klasyczne W [6] i [7] przedstawiony został przykład klasycznego wyrównania wyników pomiarów i pozycji obserwowanej. Rozpisano tam szczegółowe kaŝdy krok algorytmu wyrównania, wszystkie macierze, wektory i ich wartości. W niniejszym artykule ograniczymy się tylko do podania wyników końcowych: Tab. 3. Wyznaczenie pozycji w oparciu o namiary do znaków obserwowanych na radarze UTM m NR m p 34 360309.333 6045500.63 334.34 1 146.30 022.61 0.83 271.05 1.86 196.06 1.48 143.09 0.52 Tab. 4. Wyznaczenie pozycji w oparciu o odległości do znaków obserwowanych na radarze UTM m D m p 34 360146.156 6045246.998 6952.86 49.51 80.277 7278.69 52.71 2933.47 64.83 3780.90 49.37 12359.00 52.42 Wyrównanie odporne W kolejnych zadaniach badano metody wyrównania odpornego pozycji i wartości pomiarów parametrów nawigacyjnych (namiarów). Dane wejściowe do zadania są identyczne jak w przypadku zadań dla wyrównania klasycznego. Stosowano funkcje tłumienia Hampela i duńską. Parametry funkcji tłumienia Hampela: 2,2 k = 2 ( ) k b = 8 σ = 0.02 6631

Tab. 5. Wyznaczenie pozycji w oparciu o namiary do znaków obserwowanych na radarze z zastosowaniem funkcji tłumienia Hampela UTM m NR m p 34 0.713 360278.371 6045482.347 334.03 0.61 88.39 0.162 022.45 0.50 0.002 271.74 1.11 0.226 196.41 0.89 3.343 143.25 0.31 Parametry duńskiej funkcji tłumienia: k = 2 ( 2, 2 ) g = 0.8 l = 0.1 σ = 0.02 Tab. 6. Wyznaczenie pozycji w oparciu o namiary do znaków obserwowanych na radarze z zastosowaniem duńskiej funkcji tłumienia UTM m NR m p 34 0.724 360279.524 6045483.028 334.04 0.63 91.29 0.168 022.45 0.51 0.014 270.75 1.15 0.213 196.40 0.92 3.337 143.24 0.32 PODSUMOWANIE Stosując wyrównanie zarówno klasyczne jak i odporne zwiększamy dokładność wyznaczonej pozycji otrzymanej metodami porównawczymi. W badanych sytuacjach uzyskano ponad 50% polepszenie dokładności pozycji obserwowanej. Błąd pozycji spadł z ok. 180 m do 88 metrów NaleŜy wspomnieć, Ŝe wyników badań nie naleŝy generalizować. Dla innych obrazów radarowych i przy zastosowaniu innych funkcji podobieństwa oraz odmiennych funkcji tłumienia w module wyrównania wyników pomiarów i pozycji obserwowanej moŝemy uzyskać lepsze lub gorsze wyniki. NaleŜałoby przeprowadzić szereg badań statystycznych dla obrazów radarowych zarejestrowanych z róŝnych typów radarów i dla róŝnych warunków hydrometeorologicznych. Streszczenie Pozycja obserwowana wyznaczona za pomocą radaru nawigacyjnego obarczona jest błędem znacznie przykracającym błędy współczesnych satelitarnych systemów nawigacyjnych. Wynika to z faktu, Ŝe radar nie jest urządzeniem precyzyjnym. Cechą charakterystyczną radaru jest natomiast to, Ŝe wyznaczone pozycje odnoszą się do obserwowanych obiektów, które mogą stanowić niebezpieczeństwo nawigacyjne np. linia brzegowa. Stosując metody wyrównania klasycznego lub odpornego wyników pomiarów dokonywanych za pomocą radarów moŝna uzyskać znacznie dokładniejszą pozycję obserwowaną. Artykuł przedstawia przykładowe wyniki zadania wyrównania pozycji radarowej. Estimated radar position Abstract An obsered position fixed by means of naigational radar is characterized by an error which is considerably higher than errors of contemporary satellite systems. It is due to the fact that radar is not 6632

a precise deise. The feature of the radar is that its indications correspond to obsered objects which can be dangerous for our essel, e.g coastline. Applying geodesy methods of estimation with regard to radar measurements more accurate obsered position can be fixed. The paper presents example results of using the methods aboe to improe radar position. BIBLIOGRAFIA 1. Czaplewski K., WąŜ M., Automation of Radar Naigation. European Journal of Naigation, Vol. 7. No. 2, August 2009. pp. 33-39. 2. Czaplewski K., WąŜ M., The Interactie Naigational Structure in Radar Naigation. Polish Journal of Enironmental Studies Vol.18 No5a/2009. str. 34-43. 3. Kopacz Z., Morgaś W., Urbański J.: Ocena dokładności pozycji okrętu, AMW, Gdynia 2003. 4. Sprawozdanie końcowe z realizacji projektu badawczego pod tytułem: Automatyzacja procesu wyznaczania pozycji jednostki pływającej w nawigacji radarowej (umowa nr: 2108/B/T02/2007/33; kierownik projektu: Czaplewski K., autor sprawozdania: WąŜ M.), Gdynia 2010. 5. Świerczyński S., Czaplewski K., The Application Of Methods Of Robust M-Estimation In Establishing Ship Position In Marine Traffic Sureillance Systems Based On Radar Obserations, Annual of Naigation nr 20, 2013r. 6. WąŜ M., Metoda wyznaczania pozycji okrętu za pomocą porównania obrazu radarowego z mapą morską. Rozprawa doktorska, Gdynia 2000. 7. WąŜ M., Precise Matching of Radar Display with the Nautical Chart. International Conference ENC-GNSS 2009, 3-6 May, Naples (Italy); str 329-334. 8. M. WąŜ, Problems with Precise Matching Radar Image to the Nautical Chart, Annual of Naigation 16/2010. 9. M. WąŜ, K. Naus, Zautomatyzowanie procesu wyznaczania pozycji w nawigacji radarowej aplikacja, Logistyka nr 2/2010. 10. M. WąŜ, K. Naus, Zgrywanie obrazu radarowego z mapą morską metodą wyrównania, Logistyka nr 2/2010. 6633