曝光臺 注意防騙 網(wǎng)曝天貓店富美金盛家居專營店坑蒙拐騙欺詐消費(fèi)者

指揮總部的資助下,開發(fā)了鳥類危險咨詢系統(tǒng)(AHAS) ,用于
監(jiān)控和預(yù)報美國48 個州的鳥類活動. 目前該系統(tǒng)基于美國新
安裝的NEXRAD2WSR288D[6 ,7 ]氣象雷達(dá)網(wǎng). 如圖1 所示. 該雷
達(dá)網(wǎng)幾乎覆蓋所有美國地區(qū)和加拿大南部地區(qū),具有很強(qiáng)的
探測弱目標(biāo)的功能,該雷達(dá)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)被用于防范鳥擊,保
障飛行安全,保護(hù)遷徙鳥群等許多方面. AHAS 系統(tǒng)利用氣象
雷達(dá)提供的數(shù)據(jù),采用圖像處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模式識別的算
法,從雷達(dá)數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確地將生物學(xué)目標(biāo)同其他目標(biāo)區(qū)別開來,
實時地將雷達(dá)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)轼B情信息,減少鳥擊的可能性.
21213 　機(jī)場區(qū)域鳥情探測系統(tǒng)[8 ,9 ]
鳥類危險咨詢系統(tǒng)(AHAS) 從NEXRAD 氣象雷達(dá)網(wǎng)上獲
取數(shù)據(jù). 由于大多數(shù)氣象雷達(dá)距離機(jī)場太遠(yuǎn),以及受角度的限
制而無法探測到機(jī)場上方低空飛行的鳥類. 機(jī)場區(qū)域鳥情探
測成為人們研究的熱點(diǎn). 其中具有代表性的是美國聯(lián)邦航空
局(FAA) 開發(fā)的終端區(qū)域鳥類危險咨詢系統(tǒng)(TAHAS) 和Clem2
son 大學(xué)雷達(dá)鳥類實驗室開發(fā)的移動式雷達(dá)鳥類探測系統(tǒng)—
BIRDRAD 系統(tǒng).
終端區(qū)域鳥類危險咨詢系統(tǒng)包括兩套雷達(dá)系統(tǒng)—終端
多普勒氣象雷達(dá)(TDWR) 和機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)(ASR —9) . 該系統(tǒng)
具有探測生物目標(biāo)的能力,可以監(jiān)控機(jī)場附近的鳥類活動.
具有較快的信息更新速度,持續(xù)更新的信息可以確定在機(jī)場
附近棲息和覓食的鳥群位置并估算其數(shù)目. 通過空中交通管
理控制系統(tǒng)或者直接的數(shù)據(jù)鏈向正在著陸和起飛的飛機(jī)駕
駛員發(fā)出實時的鳥類活動狀態(tài)警告.
BIRDRAD 系統(tǒng)是采用高性能商業(yè)雷達(dá)和PC 機(jī)開發(fā)的
移動式雷達(dá)鳥類探測系統(tǒng),被用于在較小的范圍內(nèi)探測鳥類
的活動,該系統(tǒng)具有很快的掃描周期(2. 5s) 和很窄的波束寬
度,非常有利于實時探測鳥情信息,該系統(tǒng)由一臺觀測車搭
載,包括雷達(dá)、處理器、GPS 定位儀、傳輸設(shè)備等. BIRDRAD 系
統(tǒng)可移動的優(yōu)點(diǎn)可以補(bǔ)充AHAS 系統(tǒng)的不足,實時監(jiān)控具體
地點(diǎn)的鳥類活動,開發(fā)有針對性的避險模型.
213 　雷達(dá)鳥類目標(biāo)回波信息的特點(diǎn)及識別方法
目前的雷達(dá)鳥類探測系統(tǒng)多是由氣象雷達(dá)[10～12 ] 或海事
雷達(dá)系統(tǒng)[13 ]改造而成,鳥類信息的識別大多基于雷達(dá)的回波
圖像和多普勒信息. 要從雷達(dá)回波信息中正確地提取鳥類的
信息,必須從鳥類目標(biāo)本身的特點(diǎn)、雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理和雷
達(dá)圖像處理算法等多方面去研究.
21311 　鳥類目標(biāo)的雷達(dá)散射截面( RCS) 和飛行特點(diǎn)[14 ,15 ]
鳥類的回波反射率取決于鳥類的RCS ,多普勒信息則取
決于鳥類的飛行速度. 許多文獻(xiàn)對鳥類的RCS 和飛行特點(diǎn)作
了研究. 鳥類的RCS 主要取決于它的體積,除了某些大型鳥
類,一般要小于飛機(jī)、艦船和導(dǎo)彈. 表1 列出了幾種鳥類在三
個不同頻段(X、S、L) 的RCS.
鳥類的飛行速度受多種因素影響,主要有體積、形態(tài)、遷
徙和風(fēng). 一般情況下,體積越大速度越快,但也有例外. 翅膀較
大,體重相對較小的鳥類飛行速度較快. 遷徙中的鳥群飛行速
度較平時要快. 風(fēng)速對鳥類飛行速度的影響較為復(fù)雜,不能將
風(fēng)速簡單地加到無風(fēng)時的飛行速度上. 多數(shù)鳥類的飛行高度
在2000m以下,個別跨洋遷徙的鳥類飛行高度超過6000m.
21312 　鳥類目標(biāo)探測對雷達(dá)系統(tǒng)的要求[16 ,17 ]
鳥類目標(biāo)探測不同于一般航空器探測,總結(jié)目前研究和
現(xiàn)有雷達(dá)特點(diǎn),具體要求如下:
第　12 　期寧煥生:航空鳥擊雷達(dá)鳥情探測研究2233
(1) 雷達(dá)波束寬度. 波束越窄,分辨力越高,越有利于分辨
單個飛鳥; (2) 雷達(dá)相對于機(jī)場終端區(qū)域的相對位置. 機(jī)場外
的雷達(dá)易受到干擾源的影響,不利于分辨小群或單個鳥; (3)
雷達(dá)掃描的更新率. 每分鐘更新率最好達(dá)到20 次以上; (4) 雷
達(dá)可探測的目標(biāo)反射率較低. 一般要能夠探測到低空飛行的
RCS 為萬分之一平方米的鳥類目標(biāo),而鳥群的反射率相對就
高一些; (5) 雷達(dá)極化方式. 最好能夠從線極化到圓極化轉(zhuǎn)換,
以便于探測因天氣變化而變得模糊的目標(biāo); (6) 雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)
量. 雷達(dá)應(yīng)能提供可編輯的雷達(dá)圖像數(shù)據(jù),這樣配合雜波濾波
器、多普勒分析和一些圖像處理手段才能有利于識別.
21313 　鳥類目標(biāo)回波信息與氣象信息的區(qū)分方法[18～20 ]
利用雷達(dá)探測跟蹤鳥類的難點(diǎn)在于:在雷達(dá)回波圖像中
將氣象、環(huán)境等非生物回波信息同鳥類的回波信息區(qū)分開. 許
多研究表明鳥類的回波圖像具有如下特點(diǎn):
(1) 鳥類的回波區(qū)域總體上來說在分布情況上要小于氣
象信號; (2) 生物目標(biāo)的點(diǎn)刻度(在一段回波最大值和最小值
之間區(qū)分預(yù)測斜率和實際斜率的度量值) 要大一些,遷徙的鳥
類比棲息的鳥類更明顯一些; (3) 鳥類回波的速度變化或頻譜
寬度要小于氣象信號; (4) 鳥類的回波經(jīng)常有不均勻的反射
率; (5) 鳥類回波以中間有環(huán)形信號的圓弧模式傳播; (6) 鳥類
回波以最大反射率結(jié)合最大速度的模式出現(xiàn); (7) 相對于氣象
目標(biāo)而言,鳥類限制在大氣層中很窄的一層中活動.
從屏幕上接收到的雷達(dá)圖像來看,對探測最重要的是回
波反射率和多普勒速度. 回波反射率可以從圖像中直接得到,
通過對不同時刻的圖像進(jìn)行處理得到多普勒速度圖像. 由于
氣象雷達(dá)中能夠產(chǎn)生高仰角和低仰角的反射率圖像,我們可
以利用不同仰角的扇形波來區(qū)分在低海拔高度活動的鳥類和
氣象信號之類垂直分布的目標(biāo). 同時運(yùn)動是很好的判斷標(biāo)志,
研究發(fā)現(xiàn)鳥的回波信號前沿擴(kuò)展速度為10～1315 米/ 秒,單
只鳥的速度可能比這更高,一般可以達(dá)到15～20 米/ 秒.
雷達(dá)目標(biāo)識別具有多種方法[21 ] ,近年來基于高分辨的雷
達(dá)成像的識別技術(shù)獲得了很大進(jìn)步. 許多圖像處理的技術(shù)[22 ]
被應(yīng)用到雷達(dá)目標(biāo)識別中, AHAS 使用標(biāo)準(zhǔn)圖像處理技術(shù)從
雷達(dá)圖像上去掉天氣目標(biāo). 雖然這種方法取得了巨大成功,但
在應(yīng)用上還是受到一定限制,因為在氣象鋒面邊緣處會丟失
少量氣象信息,當(dāng)遷徙正好出現(xiàn)在氣象鋒面邊緣時,雪與鳥類
目標(biāo)發(fā)生混淆,使得整塊的生物學(xué)目標(biāo)被去除.
　
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