在单个平面位置指示器(PPI)显示器上对来自多个雷达信号的数据进行组合

摘要

在某些实施例中，用于在单个PPI上对来自多个雷达信号的数据进行组合的方法包括从具有第一能见角度范围的第一雷达装置接收与第一能见角度范围对应的第一雷达信号数据。该方法还包括从具有第二能见角度范围的第二雷达装置接收与第二能见角度范围对应的第二雷达信号数据。该方法还包括对第二雷达信号数据的至少一部分进行补偿处理以形成修正后第二雷达信号数据，该修正后第二雷达信号数据与第一雷达信号数据相关联。该方法还包括将第一雷达信号数据的至少一部分与修正后第二雷达信号数据的至少一部分进行组合以形成组合雷达信号数据，并基于组合雷达信号数据在雷达PPI显示器上生成显示。

说明书

技术领域

本发明一般涉及雷达系统，尤其涉及在单个PPI显示器上对来自多个雷 达信号的数据进行组合。

背景技术

通过允许导航员在超出从船只本身看到陆地和目标(例如船只、浮标) 之外的远处对陆地和目标进行定位，船载导航雷达协助船只的导航员来规避 碰撞。在早期的船载导航雷达中，利用模拟电路在阴极射线管(CRT)显示 器上生成二维图像(例如PPI)。通过驱动CRT周围的阴极射线与雷达天线 同步旋转、通过用雷达发送器(收发器)的每个触发器使阴极射线回归中位 (re-centering)、以及通过经雷达接收器(收发器)处理的雷达回波对阴极 射线的扫描(sweep)进行计时，使这些模拟电路形成图像。这类图像被实 时清除，通过使用CRT中的磷光粉(phosphor)的余辉在显示器上将图像保 留足够长的时间以用以导航。

随着廉价的大尺寸电视CRT显示器和平板显示器的问世，雷达工程师 将平面位置指示器(PPI)的图像的生成从模拟电路移入数字电路和固件。 然而，由于这些CRT显示器和平板显示器是为电视设计的，它们利用光栅 扫描生成图像。换言之，CRT显示器和平板显示器使用笛卡尔坐标格式的数 据而不是使用对于雷达而言自然赋予的极坐标格式的数据(方位角和量程 (range))来生成图像。通过将极化格式数据(通过雷达天线生成)转换成 笛卡尔坐标(其可在光栅扫描CRT显示器和平板显示器上显示)，能够使 雷达适用于光栅扫描监视器。

发明内容

根据本发明，可减少或消除与用于在单个PPI显示器上对来自多个雷达 信号的数据进行组合的现有技术相关的缺点和问题。

在某些实施例中，一种用于在单个PPI上对来自多个雷达信号的数据进 行组合的方法包括从具有第一能见角度范围的第一雷达装置接收与所述第 一能见角度范围对应的第一雷达信号数据。该方法还包括从具有第二能见角 度范围的第二雷达装置接收与所述第二能见角度范围对应的第二雷达信号 数据。该方法还包括对所述第二雷达信号数据的至少一部分进行补偿处理以 形成与所述第一雷达信号数据相关联的修正后第二雷达信号数据。该方法还 包括将所述第一雷达信号数据的至少一部分与所述修正后第二雷达信号数 据的至少一部分进行组合以形成组合雷达信号数据；以及基于所述组合雷达 信号数据，在雷达PPI显示器上生成显示。

本发明的某些实施例可提供一种或多种技术效果。船只经常需要携带至 少两个雷达装置以离开港口。作为这种需要的结果，这类船只经常携带两个 分离的雷达装置。每个雷达装置可能会出现由于船只构造(如船只桅杆)而 导致的一个或更多个盲带。用于消除盲带的现有技术(即，为雷达操作员/ 导航员提供全方位360度角、或至少是经改善的能见角度范围)可包括提供 两个分离的PPI显示器，基于来自两个分离的雷达装置的每一个的雷达信号 来生成一个PPI显示。然而，人们可能不期望具有两个分离的PPI显示器， 因为在船只拥塞的桥楼上，这并不是对显示区域的最佳利用方式。

将来自多个雷达装置的雷达信号的数据组合到单个缓存表(buffer table) 中以生成组合雷达信号数据可允许基于组合雷达信号数据生成PPI显示。基 于组合雷达信号数据生成PPI显示可减少或消除与每个雷达装置相关的盲带 (例如，尽管存在与各雷达装置相关联的盲带，仍可提供全方位360度角视 野)，同时消除对多个PPI显示器(如同在某些现有技术所使用的，给每个 雷达装置配有一个PPI显示器)的需求。结果是，在船只的拥塞的桥楼上， 可减少用于雷达PPI显示器的区域数量。

现有技术还可包括对单个PPI显示器上与来自每个雷达信号的数据相关 的目标踪迹进行显示，从而雷达操作员/导航员可在单个PPI显示器上观察全 部踪迹图像。然而，因为目标踪迹与来自分离的雷达信号的数据相关联，因 此，当目标移动而使其从被一个雷达装置追踪变成被其他雷达装置追踪时， 必须进行踪迹的移转(handoff)。然而，踪迹移转经常是不精确的，尤其是 当大的目标在相对近的距离移动而使其从被一个雷达装置追踪变成其他雷 达装置追踪之时。

将来自多个雷达装置生成的多个雷达信号的数据组合到单个缓存表以 生成组合雷达信号数据并基于该组合雷达信号数据进行追踪可允许雷达操 作员/导航员在单个PPI显示器上观察全部踪迹图像，同时消除与踪迹移转相 关的问题。

此外，船只可携带两个不一样的雷达装置。例如，船只可携带X-波段雷 达装置(高分辨率)和S-波段雷达装置(高雨水穿透性)。X-波段雷达装置 典型地提供高分辨率，但X-波段雷达也典型地深受海水或雨水干扰的影响。 S-波段雷达装置典型地提供比X-波段雷达装置低的分辨率，但也会提供更佳 的雨水穿透性。将来自X-波段雷达装置的雷达信号数据与来自S-波段雷达 装置的雷达信号数据组合到单个缓存表中以生成组合雷达信号数据可允许 生成这样一种PPI显示器，在该PPI显示器中X-波段雷达装置用来生成针对 短量程的部分PPI显示(对该短量程而言高分辨率更重要而雨水穿透性较不 重要)，而S-波段雷达装置用来生成针对长量程的部分PPI显示(对于该长 量程而言高分辨率较不重要而更佳的雨水穿透性更重要)。

本发明的某些实施例可包括上述优点的部分、全部或不包括上述优点。 对于本领域普通技术人员而言，根据本发明包括的附图、说明书以及权利要 求，一个或更多个其它技术效果可以是显而易见的。

附图说明

为了提供对本发明及其特征和优点更完整的理解，后面的描述将结合附 图来进行，其中：

图1示出根据本发明的某些实例的用于在单个PPI显示器上对来自多个 雷达信号的数据进行组合的示例性系统；

图2A-图2C示出这样的船只，其具有根据本发明的某些实例的用于在 单个PPI显示器上对来自多个雷达信号的数据进行组合的示例性系统的组 件；

图3A-图3B示出示例性船只，其具有根据本发明的某些实例的用于在 单个PPI显示器上对来自多个雷达信号的数据进行组合的示例性系统的组 件；

图4示出根据本发明的某些实例的用于在单个PPI显示器上对来自多个 雷达信号的数据进行组合的示例性方法。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的某些实例的用于在单个PPI显示器上对来自多 个雷达信号的数据进行组合的示例性系统100。系统100可包括多个雷达装 置102、一雷达处理系统104以及网络106。尽管示出并概略描述了系统100 的这一具体实现方式，然而本发明可根据具体要求来构思系统100的任何适 合的实现方式。

系统100可包括第一雷达装置和第二雷达装置，其中该第一雷达装置可 运行为生成第一雷达信号数据，而该第二雷达装置可运行为生成第二雷达信 号数据。一般而言，系统100可运行为对第二雷达信号数据的至少一部分进 行补偿处理以形成修正后第二雷达信号数据，该修正后第二雷达信号数据与 所述第一雷达信号数据相关联。接着可将第一雷达信号数据与修正后第二雷 达信号数据进行组合以形成组合雷达信号数据，该组合雷达信号数据可用于 在单个雷达PPI显示器上生成显示。在单个雷达PPI显示器上根据组合雷达 信号数据生成显示允许消除盲带(例如，尽管存在与第一和第二雷达装置相 关联的盲带，仍可提供全方位360度视野)，同时可消除对多个雷达PPI显 示器的需求。结果是，在船只的拥塞的桥楼上，可减少用于雷达PPI显示器 的空间数量。此外，可基于组合雷达信号数据进行目标追踪，消除与目标踪 迹数据的组合相关的踪迹移转(handoff)问题，其中该目标踪迹数据与单个 雷达PPI显示器上来自分离的雷达信号的数据相关。

系统100的多个雷达装置102的每一个可包括雷达天线108和雷达收发 器110。雷达装置102可包括任何使用电磁波脉冲来识别移动目标和/或固定 目标的量程(range)、高度、方向和/或速度的装置。例如，雷达装置102 可以是使用电磁波脉冲来识别飞机、船只、机动车辆的量程、高度、方向和 /或速度以及识别天气成因和/或地形的装置。尽管示出并概略描述了具有特 定组件的特定雷达装置102，本发明可根据具体要求而构思任何具有任意适 用组件的适用雷达装置102。

雷达天线108可以是可运行为发射和接收收发器110生成的电磁波脉冲 的单稳态(monostatic)天线。收发器110可生成具有特定频率的电磁波脉冲。 作为特定实例，X-波段雷达装置102的收发器110可生成在9300-9500MHz 频率范围内的电磁波脉冲。作为另一特定实例，S-波段雷达装置102的收发 器110可生成在2900-3100MHz频率范围内的电磁波脉冲。

收发器110可以以特定速率(例如，每秒1000个脉冲，与1kHz的脉冲 重复频率(RPF)对应)生成电磁波脉冲，并且生成的电磁波脉冲可在天线 108以特定扫描速率(例如在每秒12转与60转(RPM)之间)旋转时经由 该雷达天线108发射。因而，当雷达天线108以特定扫描速率旋转时，雷达 天线108在特定时间沿特定方向发射由收发器110生成的电磁波脉冲。

雷达装置102可具有相关的最大量程(例如96英里)，该最大量程与 基于由天线108发射的电磁波脉冲的反射而检测到的目标离雷达装置102的 最大距离对应。雷达装置102的最大量程可依赖于收发器110生成的电磁波 脉冲的频率。

随着经由天线108发射的电磁波脉冲从目标(例如陆地、船只、浮标) 反射离开，电磁波可返回天线108(雷达天线108可运行为接收所反射的电 磁波脉冲，如上文所述)。天线108所接收的每个反射电磁波脉冲可具有这 样的信号强度，该信号强度与所发射的电磁波脉冲在其被目标反射后的能量 的量值对应。结果是，收发器110可运行为基于与天线108接收的反射电磁 波脉冲相关的能量的量值来确定反射电磁波脉冲的强度。

此外，收发器110可运行为确定与对应于特定目标的反射电磁波脉冲相 关的极坐标位置(量程和方位角)。例如，收发器110可运行为通过计算天 线108发射电磁脉冲的时间与天线108接收所反射的电磁脉冲的时间之间的 时间间隔来确定特定目标的量程。此外，收发器110可运行为基于天线108 发射的电磁波脉冲被特定目标反射后的方向来确定特定目标的方位角。

因而，随着天线108的旋转，收发器110可生成包括多个电压的模拟雷 达信号数据(所述电压例如是基于所反射的电磁波脉冲的强度来确定的)， 其中所述多个电压与反射由天线108发射的电磁波脉冲的多个目标对应。此 外，模拟雷达信号数据的每个电压可具有相关的极坐标位置(即，量程和方 位角)。

收发器110还可运行为将模拟雷达信号数据转换成数字雷达信号数据 (例如雷达信号数据130)。尽管雷达收发器110被示出并概略描述为将模 拟雷达信号数据转换成数字雷达信号数据，然而本发明也可根据具体要求而 构思通过任意适用组件(例如模数转换器)来进行所述转换。在某些实施例 中，雷达信号数据130为完全保真(full fidelity)雷达信号；然而本发明不 期望限制于此。收发器110还可运行为将雷达信号数据130经由网络106传 达至雷达处理系统104。

在某些实施例中，系统100包括第一雷达装置102a(具有第一雷达天线 108a和第一雷达收发器110a)以及第二雷达装置102b(具有第一雷达天线 108a和第一雷达收发器110a)。此外，系统100可安装在商业船只中，第 一雷达装置102a和第二雷达装置102b位于船只上的不同位置(例如，如附 图2A-图2C所示)或者位于船只上的相同位置(例如，如附图3A-图3B所 示)。尽管系统100示出并概略描述为具有两个雷达装置102(第一雷达装 置102a和第二雷达装置102b)，然而本发明可根据具体要求构思具有任意 适合数量的雷达装置102的系统100。此外，尽管系统100示出并概略描述 为安装在商业船只上，然而本发明可根据具体要求构思安装在任意适合位置 (如陆地上、飞机上)的系统100。

第一雷达装置102a和第二雷达装置102b的每一个可具有从0度到360 度的相关能见角度范围(其实例示出在图2A和图3A中)。雷达装置102 的能见角度范围可以以方位角形式(与通过诸如船用罗盘等罗盘测出的正北 方相关的角度)进行测量。雷达装置102的能见角度范围可受到一个或更多 个盲带的限制。盲带是一个特定角度范围，跨入此特定角度范围的天线108 发射的电磁波脉冲受到阻碍而未能抵达与雷达装置102相关的最大量程。因 阻碍天线108发射的电磁波脉冲而引起的盲带例如是由船只的结构(例如， 船只桅杆或船只甲板室的结构)造成的。

作为特定实例，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可位于商业船 只上的不同位置(例如，如图2A所示)。基于船只的正北方方位，第一雷 达装置102a可具有因船只甲板室而造成的从90度到180度的盲带(如图2A 所示)，而第二雷达装置102b可具有因船只甲板室而造成的从270度到360 度的盲带(如图2A所示)。结果是，第一雷达装置102a和第二雷达装置 102b将具有从0度到90度以及从180度到270度的重叠的能见角度范围。

因船只结构造成的与特定雷达装置102相关的盲区的方位角的特定范围 可依赖于船只的方位。如上文所述，盲区按照方位角范围(即，相对于正北 方的角度)的形式来测量。当船只相对于正北方改变方位时，造成盲区的船 只结构也相对于正北方改变了方位。结果是，与雷达装置102相关的盲区的 方位角范围可依赖于船只的方位。例如，假如图2A所示的船只具有正西而 不是正北的方位，则第一雷达装置102a将具有从0度到90度范围的方位角 的盲区而不是从90度到180度范围的方位角的盲区。

此外，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可以不一样。作为特定 实例，第一雷达装置102a可为X-波段雷达装置，第二雷达装置102b可为 S-波段雷达装置。X-波段雷达装置典型地发送频率范围在9300-9500MHz内 的电磁波脉冲，并典型地提供高分辨率。然而，X-波段雷达装置可能会深受 海水或雨水干扰的影响。S-波段雷达装置典型地发送频率范围在 2900-3100MHz内的电磁波脉冲，并典型地提供较低分辨率而伴随较佳的雨 水穿透性。

第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可经由网络106耦接到雷达处 理系统104。例如，第一雷达装置102a的收发器110a可运行为经由网络106 将第一雷达信号数据130a(例如包括一个或更多个目标的极坐标位置，该目 标反射落在天线108a的能见角度范围内的电磁波脉冲)传递到雷达处理系 统104，第二雷达装置102b的收发器110b可运行为经由网络106将第二雷 达信号数据130b(例如包括一个或更多个目标的极坐标位置，该目标反射落 在天线108b的能见角度范围内的电磁波脉冲)传递到雷达处理系统104。

网络106有利于无线或有线通信。网络106例如可在多个网络地址之间 传递IP包、帧中继的多个帧(Frame Relay frames)、异步传送模式(ATM) 信元、声音、视频、数据以及其他适用信息。网络106可包括一个或更多个 地址处的局域网(LANs)、无线接入网(RANs)、城域网(MANs)、广 域网(WANs)、全部或部分全球计算机网络(即公知的因特网)、和/或位 于一个或更多位置处的任意一个或更多个其它通信系统。

雷达处理系统104可包括运行于一个或更多位置处的一个或更多个计算 机系统。所述一个或更多个计算机系统可包括任意适用的输入装置(例如键 盘、触摸屏、鼠标或能够接收信息的其他装置)、输出装置、大容量存储介 质或用于接收、处理、存储以及传递数据的其他适用组件。输入装置和输出 装置这两者可包括固定或可移动的存储介质，例如磁盘、CD-ROM、或用以 从雷达处理系统104的用户接收输入并向雷达处理系统104的用户提供输出 这两者的其他适用介质。雷达处理系统104可包括个人计算机、工作站、网 络计算机、信息亭(kiosk)、无线数据端口、个人数字助理(PDA)、这些 或其他装置内的一个或更多个处理器、或任意其它适用处理装置。

“雷达处理系统104”和“雷达处理系统104的用户”可相互替换。雷 达处理系统104的用户例如可包括真人用户、或用于与雷达处理系统104自 动互动的计算机程序或其他适用软件模块。雷达处理系统104的特定示例性 用户包括商业船只的雷达操作员/导航员。

雷达处理系统104还可包括处理模块112、存储器模块114、补偿处理 应用程序116、缓存表118、传感器选择管理应用程序120、坐标转换应用程 序122、PPI显示器处理应用程序124以及雷达PPI显示器126。尽管在下文 中某些功能被描述为与雷达处理系统104的一个或更多个应用程序相关联， 然而，本发明可根据具体要求而构思与雷达处理系统104的一个或更多个应 用程序相关的功能性，所述一个或更多个应用程序是从任意适合数量的应用 程序中组合或单挑出来的。

处理模块112可包括微处理器、控制器或任意其它适用的计算装置或资 源的一个或更多个。处理模块112可单独工作或与系统100的其他组件一起 工作，以提供本文描述的系统100的功能。存储模块114可呈易失性或非易 失性存储器形式，其包括磁性介质、光学介质、随机存取存储器RAM、ROM、 可移除介质或任意其他适用的存储组件，且不限于此。

雷达处理系统104的补偿处理应用程序116可运行为接收第一雷达装置 102a生成的第一雷达信号数据130a和第二雷达装置102b生成的第二雷达信 号数据130b。补偿处理应用程序116还可运行为对第二雷达信号数据130b 的至少一部分进行补偿处理，以形成与第一雷达信号数据130a相关联的修 正后第二雷达信号数据130b’。尽管补偿处理应用程序116被示出并概略描 述为从第一雷达装置102a接收第一雷达信号数据130a以及从第二雷达装置 102b接收第二雷达信号数据130b，然而本发明可构思通过从任意适合数量 的附加雷达装置102接收附加雷达信号数据的补偿处理应用程序116。此外， 尽管补偿处理应用程序116被示出并概略描述为对第二雷达信号数据130b 进行补偿处理以形成与第一雷达信号数据130a相关联的修正后第二雷达信 号数据130b’，然而本发明可构思通过对来自任意适合数量的附加雷达装置 102的附加雷达信号数据进行补偿处理以形成与第一雷达信号数据130a相关 联的其它修正后雷达信号数据的补偿处理应用程序116。

例如，补偿处理应用程序116通过对第二雷达信号数据130b应用视差 补偿算法127和运动补偿算法128的一项或更多项，可对第二雷达信号数据 130b进行补偿处理以形成修正后第二雷达信号数据130b’。尽管视差补偿算 法127和运动补偿算法128被示出为存储在补偿处理应用程序116中，然而 本发明可构思存储在雷达处理系统104中的任意适用的位置处的视差补偿算 法127和运动补偿算法128。此外，尽管补偿处理应用程序116被概略描述 为通过应用视差补偿算法127和运动补偿算法128对第二雷达信号数据130b 进行补偿处理，然而本发明可构思通过应用视差补偿算法127、运动补偿算 法128以及任意其它适用的算法的任意适用组合对第二雷达信号数据130b 进行补偿处理的补偿处理应用程序116。

如上文所述，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可位于商业船只 上的不同位置处(例如，如附图2A所示)。至少部分地由于第一雷达装置102a 和第二雷达装置102b之间的距离，雷达信号数据130b(由第二雷达装置102b 确定)中与特定目标(例如另一船只)对应的方位角可不同于雷达信号数据 130a(由第一雷达装置102a确定)中与同一个目标(例如其它船只)对应的 方位角。然而，由于该特定目标可能落入雷达装置102a的盲区，因此雷达 信号数据130a可能不包括与特定目标对应的方位角。雷达信号数据130b和 雷达信号数据130a中与特定目标对应的方位角的这种差别可被称为“视差 误差”。该特定目标离船只越近，视差误差可能越会增大。

如在下文中更详细描述的，可将第一雷达信号数据130a和修正后第二 雷达信号数据130b’组合到缓存表118中以形成组合雷达信号数据132。为了 便于这种组合，可期望对第二雷达信号数据130b进行补偿处理，使得修正 后第二雷达信号数据130b’与第一雷达信号数据130a相关联。例如，可期望 将视差补偿算法127应用于第二雷达信号数据130b，使得修正后第二雷达信 号数据130b’的方位角与第一雷达信号数据130a的方位角相关联。换言之， 视差补偿算法127可修正第二雷达信号数据130b的方位角，如果假设第二 雷达装置102b与第一雷达装置102a位于船只上的相同位置的话，此时测量 的方位角就是第二雷达信号数据130b’的方位角。在第一雷达装置102a和第 二雷达装置102b位于船只上的相同位置处的实施例中(例如如图3A所示)， 可能不需要将视差补偿算法127应用于第二雷达信号数据130b(即，如果在 第一雷达装置102a和第二雷达装置102b之间没有距离，它们就没有视差误 差要去补偿)。

视差补偿算法127可包括任意适用的算法(或多个算法的组合)，当这 些算法应用于第二雷达信号数据130b时修正第二雷达信号数据130b的方位 角，如果假设第二雷达装置102b与第一雷达装置102a位于船只上的相同位 置的话，此时测量的方位角就是修正后第二雷达信号数据130b’的方位角。

在特定实施例中，第一雷达装置102a的第一雷达天线108a和第二雷达 装置102b的第二雷达天线108b异步旋转。例如，由于第一雷达天线108a 和第二雷达天线108b具有不同的扫描速率(例如，第一雷达天线108a可具 有30RPM的扫描速率，而雷达天线可具有20RPM的扫描速率)，从而第一 雷达天线108a和第二雷达天线108b可异步旋转。作为另一实例，即使第一 雷达天线108a和第二雷达天线108b具有相同的扫描速率(例如20RPM)， 由于在任意特定时间点天线108a可沿与第二雷达天线108b不同的方向发射 并接收电磁波脉冲，第一雷达天线108a和第二雷达天线108b仍可异步旋转。

作为异步旋转的结果，第一雷达天线108a和第二雷达天线108b可在不 同时间沿特定目标的方向发射和接收电磁波脉冲。在天线108a沿特定目标 的方向发射和接收电磁波脉冲的时间和天线108b沿特定目标的方向发射和 接收电磁波脉冲的时间之间，船只可能会移动位置，因此第二雷达信号数据 130b(由第二雷达装置102b测量的)中的特定目标的极坐标位置(量程和 方位)可与第一雷达信号数据130a(由雷达装置108b测量)中的特定目标 的极坐标位置(量程和方位)不相关联。然而，由于特定目标可能落在雷达 装置102a的盲区中，雷达信号数据130a可能不包括与特定目标对应的极坐 标位置。

如在下文中更详细描述的，可将第一雷达信号数据130a和修正后第二 雷达信号数据130b’组合到缓存表118中以形成组合雷达信号数据132。为了 便于这种组合，可期望对第二雷达信号数据130b进行补偿处理，使得修正 后第二雷达信号数据130b’与第一雷达信号数据130a相关联。尤其是，还可 期望对第二雷达信号数据130b应用运动补偿算法128(很可能将其追加至如 上文所述的视差补偿算法127)，使得修正后第二雷达信号数据130b’的方位 角和量程仍与第一雷达信号数据130a的方位角和量程相关联(尽管船只会 运动)。换言之，运动补偿算法128修正第二雷达信号数据130b的方位角 和量程，如果假设第二雷达装置102b与第一雷达装置102a同步发送电磁波 脉冲的话，此时测量的方位角和量程就是修正后第二雷达信号数据130b’的 方位角和量程。尤其是，运动补偿算法128修正与特定目标对应的方位角和 量程，如果假设在第一雷达天线108a沿目标的方向发送电磁波脉冲的同时 第二雷达天线108b也沿该目标的方向发送电磁波脉冲的话，此时确定的方 位角和量程就是修正后第二雷达信号数据130b’中与特定目标对应的方位角 和量程。

运动补偿算法128可为任意适用的算法(或多个算法的组合)，当这些 算法应用于第二雷达信号数据130b时修正第二雷达信号数据130b的方位角 和量程，如果假设第二雷达装置102b与第一雷达装置102a同步发送电磁波 脉冲的话，此时测量的方位角和量程就是修正后第二雷达信号数据130b’的 方位角和量程。

雷达处理系统104的缓存表118可为包括多个列的表格，每一列与介于 0度和360度之间的离散方位角增量(discrete incremental azimuth)对应(从 而使得缓存表与全方位360度的能见角度范围对应)。例如，缓存表118可 包括3600个列，每一列表示0.1度的方位角增量(即，缓存表118可包括与 0度、0.1度、0.2度、0.3度…360度的方位值对应的多个列)。

此外，缓存表118的每一列可包括多个量程单元(range bin)，每个量 程单元与从船只测量的线性距离增量对应，线性距离增量为介于0和系统100 的量程数值范围之间的值(由雷达处理系统104的用户和/或设计者选择)。 换言之，与特定列对应的每个量程单元可表示这样的距离增量，该距离增量 等于系统100的量程数值范围除于量程单元的数目(从而使得由每个量程单 元表示的距离增量依赖于系统100的量程数值范围)。

系统100的量程数值范围与距能在雷达PPI上显示的船只的最大量程对 应。系统100的量程数值范围可与最小量程数值范围(如0.75英里)与第一 雷达装置102a和/或第二雷达装置102b的最大量程(如96英里，如上文所 述)之间的距离增量对应。例如，雷达处理系统104的用户可(使用任意适 用的输入装置)选择0.75英里、1.5英里、3英里、6英里、12英里、24英 里、48英里或96英里的量程数值范围。

作为特定实例，缓存表118的每一列可具有2400个量程单元，且系统 100的量程数值范围(例如，由雷达处理系统104的用户选择)可为24英里。 结果是，缓存表118的每一列将会包括0英里、0.01英里、0.02英里、0.03 英里…24英里的量程单元。作为另一特定实例，缓存表118的每一列可具有 2400个量程单元，且系统100的量程数值范围(例如，由雷达处理系统104 的用户选择)可为48英里。结果是，缓存表118的每一列将会包括0英里、 0.02英里、0.04英里、0.06英里…48英里的量程单元。

换言之，缓存表118的每一列可表示方位角，并且每一列内的每一行可 表示距船只的距离，使得每一个列/行组合可与极坐标位置(即特定距离处的 特定方位角)对应。因而，在特定实施例中，缓存表118作为一个整体可包 括针对向外直到等于系统100的量程数值范围的距离的360度能见角度范围 的全部极坐标位置。

在某些实施例中，系统100包括传感器选择管理应用程序120。传感器 选择管理应用程序120可接收第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信 号数据130b’。传感器选择管理应用程序120可运行为基于来自第一雷达信 号数据130a的数据(即，与第一天线108a接收的反射电磁波脉冲的强度对 应的数字数据)确定缓存表118的哪些量程单元将会被填装(populate)。 传感器选择管理应用程序120还可运行为基于来自修正后第二雷达信号数据 130b’的数据(即，与第二天线108b接收的反射电磁波脉冲的强度对应的数 字数据)确定缓存表118的哪些量程单元将会被填装。

如上文所述，补偿处理应用程序116可能已经对第二雷达信号数据130b 进行了补偿处理，使得修正后第二雷达信号数据130b’与第一雷达信号数据 130a相关联(即，如果假设第二雷达装置与第一雷达装置102a位于同一地 点且与第一雷达装置102a同步旋转的话，此时第二雷达装置102b测量的方 位角和量程就是在修正后第二雷达信号数据130b’中反映的由第二雷达装置 102b测量的方位角和量程)。作为修正后第二雷达信号数据130b’与第一雷 达信号数据130a相关联的结果，传感器选择管理应用程序120可以以任何 适方式将第一雷达信号数据130a与修正后第二雷达信号数据130b’组合到缓 存表118中以生成组合雷达信号数据132。

例如，在某些实施例中，缓存表118与直到等于系统100的量程数值范 围的距离的360度能见角度范围对应，如上文所述。然而，第一雷达信号数 据130a与修正后第二雷达信号数据130b’各自可能没有包括与全方位360度 能见角度范围对应的数据(由于第一雷达装置102a和/或第二雷达装置102b 的一个或更多个盲区)。结果是，传感器选择管理应用程序120可以用来自 修正后第二雷达信号数据130b’的数据填装缓存表118中与落入雷达装置 102a的盲区中的方位角对应的列的量程单元。类似地，传感器选择管理应用 程序120可以用来自第一雷达信号数据130a的数据填装缓存表118中与落 入雷达装置102b的盲区中的方位角对应的列的量程单元。

作为特定实例，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可位于商业船 只上的不同位置(例如，如图2A所示)。此外，第一雷达装置102a的能见 角度范围可包括从90度到180度的盲区(例如由船只甲板室造成)，并且 第二雷达装置102b的能见角度范围可包括从270度到360度的盲区(例如 由船只甲板室造成)，从而第一雷达装置102a和第二雷达装置102b具有从 0度到90度以及从180度到270度的重叠的能见角度范围(如图2A所示)。 换言之，第一雷达信号数据130a将不包括与具有从90度到180度的方位角 的目标的反射电磁波脉冲对应的任何数据，并且第二雷达信号数据130b(以 及修正后第二雷达信号数据130b’)将不包括与具有从270度到360度的方 位角的目标的反射电磁波脉冲对应的任何数据。

在此情况下，传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据 130a的数据填装缓存表118中与从270度到360度范围(与第二雷达装置 102b的盲区对应)的方位值对应的列的量程单元(如图2B所示)。类似地， 传感器选择管理应用程序120可用来自修正后第二雷达信号数据130b’的数 据填装缓存表118中与从90度到180度范围(与第一雷达装置102a的盲区 对应)的方位值对应的列的量程单元(如图2B所示)。传感器选择管理应 用程序120可用来自第一雷达信号数据130a的数据或来自修正后第二雷达 信号数据130b’的数据填装缓存表118的列的剩余量程单元(与第一雷达信 号数据130a和第二雷达信号数据130b具有重叠得能见角度范围的方位角对 应)。例如，传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据130a 的数据填装缓存表118的剩余列的量程单元(如图2B所示)。

在下文中结合图2-图3更详细地描述通过传感器选择管理应用程序120 进行的将第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数据130b’组合到缓 存表118中的其他特定实例。

雷达处理系统104的坐标转换应用程序122可访问由传感器选择管理应 用程序120填装的缓存表118中所包括的数据(即组合雷达信号数据132)。 如上文所述，缓存表118中所包含的数据(即组合雷达信号数据132)可与 第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数据130b的任意适用的组合 对应。例如，组合雷达信号数据132可包括与极坐标位置的反射电磁波脉冲 的强度对应的数字数据，该极坐标位置与直到等于系统100的量程数值范围 的距离的360度能见角度范围对应(由于缓存表118可包括与量程从0度到 360度的方位角对应的列，从而每一列具有与游弋于从0到系统100的量程 数值范围之间的船只的线性距离对应的多个量程单元)。

在某些实施例中，雷达PPI显示器126为具有多个像素的光栅扫描监视 器，每个像素在笛卡尔坐标中具有相对位置。例如，雷达PPI显示器126可 为CRT显示器、LCD监视器或等离子体监视器。为了允许基于与组合雷达 信号数据132相关的数据来绘出雷达PPI显示器126的适用的像素，坐标转 换应用程序122可运行为将组合雷达信号数据132的极坐标位置转换成与雷 达PPI显示器126的一个或更多个像素对应的笛卡尔坐标位置。

例如，组合雷达信号数据132可包括与从位于特定极坐标位置处的目标 接收的特定反射电磁波脉冲的强度对应的数字数据(例如特定量程处的特定 方位角)。为了在雷达PPI显示器126上与目标对应地绘出适用的像素，与 数据相关的极坐标位置可被转换成与雷达PPI显示器126的一个或更多个像 素相关的笛卡尔坐标数据(即水平距离和垂直距离)。

尽管组合雷达信号数据132被示出并概略描述为对组合雷达信号数据 132(即从缓存表118取得的数据)进行上述坐标转换，然而本发明可构思 对任意适用的雷达信号数据进行上述坐标转换的坐标转换应用程序122。例 如，坐标转换应用程序122可对第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达 信号数据130b’进行上述坐标转换，使得缓存表118的每一个列/行组合与雷 达PPI显示器126的一个或更多个像素的笛卡尔坐标位置(而不是如上文所 述的极坐标位置)对应。

雷达处理系统104的PPI显示器处理应用程序124可接收组合雷达信号 数据132(组合雷达信号数据132已经由坐标转换应用程序122从极坐标转 换成笛卡尔坐标，如上文所述)。PPI显示器处理应用程序124可运行为对 组合雷达信号数据132进行显示处理。

PPI显示器处理应用程序124可通过对组合雷达信号数据132进行目标 追踪来对组合雷达信号数据132进行显示处理。例如，PPI显示器处理应用 程序124可运行为识别组合雷达信号数据132中的一个或更多个可追踪离散 实体。通过对组合雷达信号数据132应用一个或更多个阈值算法以识别具有 小空间容量的高能量返回信号(即，与来自小区域的强反射电磁波脉冲对应 的数据)，可以识别所述可追踪离散实体，这些实体可等同于浮标或另一船 只(相对于陆地而言)。

识别了可追踪离散实体之后，PPI显示器处理应用程序124还可运行为 确定该可追踪离散实体(在笛卡尔坐标中)的中心位置)。PPI显示器处理 应用程序124接着可将所确定的中心位置传递至追踪滤波器(例如卡尔曼滤 波器)。追踪滤波器可随着时间保持对所识别的可追踪离散实体的追踪，使 得该追踪滤波器可确定与可追踪实体相关的速度矢量。追踪滤波器所确定的 速度矢量可与在组合雷达信号数据132中识别的可追踪离散实体相关，从而 该速度矢量可与可追踪离散实体一起显示在雷达PPI显示器126上。

此外，通过对组合雷达信号数据132进行串扰抑制，PPI显示器处理应 用程序124可对组合雷达信号数据132进行显示处理。

PPI显示器处理应用程序124可将组合雷达信号数据132传递至PPI显 示器126。PPI显示器126可运行为对应于与组合雷达信号数据132而生成 显示。例如，雷达PPI显示器126的图形卡(graphic card)可接收组合雷达 信号数据132。如上文所述，组合雷达信号数据132可包括与多个反射电磁 波脉冲对应的数字数据、与每个反射相关的强度、以及雷达PPI显示器126 的与每个反射相关的一个或更多个像素的笛卡尔坐标位置。组合雷达信号数 据132还可包括所识别的一个或更多个具有相关的速度矢量的可追踪离散实 体。雷达PPI显示器126的图形卡可基于组合雷达信号数据132来示出雷达 PPI显示器126的多个像素。

图1仅提供了本发明可使用的计算机的一个实例。本发明可构思除了通 用计算机之外的计算机和不具有现有的操作系统的计算机。如在本文中所使 用的，术语“计算机”旨在包括个人计算机、工作站、网络计算机、便携式 计算装置或其它适用的处理装置。此外，系统100的每个计算机系统可包括 一个或更多个处理模块和一个或更多个存储模块。处理模块可包括微处理 器、控制器或任意其它适用的计算装置或资源的一个或更多个。处理模块可 单独工作或与系统100的其他组件一起工作，以提供本文描述的系统100的 功能。每个存储模块可呈易失性或非易失性存储器形式，其包括磁性介质、 光学介质、随机存取存储器、RAM、ROM、可移除介质或任意其他适用的 存储组件，且不限于此。

尽管已经示出并概略描述了系统100的特定数量的组件，然而本发明可 构思包括任意适合数量的这种组件的系统100。此外，上文描述的系统100 的各种组件可位于本地或彼此远离，或可以具体实现为硬件、固件以及软件 的任意适用的组合。

在示例性实施例的操作中，第一雷达装置102a生成第一雷达信号数据 130a而第二雷达装置102b生成第二雷达信号数据130b，第一雷达信号数据 130a和第二雷达信号数据130b包括与反射电磁波脉冲对应的数字数据和与 该数据相关的极坐标位置。雷达处理系统104的补偿处理应用程序116接收 第一雷达信号数据130a和第二雷达信号数据130b，并对第二雷达信号数据 130b进行补偿处理，从而生成与第一雷达信号数据130a相关联的修正后第 二雷达信号数据130b’。例如，通过对第二雷达信号数据130b应用视差补偿 算法127和运动补偿算法128，补偿处理应用程序116可对第二雷达信号数 据130b进行补偿处理，以形成修正后第二雷达信号数据130b’。

尤其是，为了便于将第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数 据130b’组合到缓存表118中，补偿处理应用程序116可对第二雷达信号数 据130b应用视差补偿算法127，使得修正后第二雷达信号数据130b’的方位 角与第一雷达信号数据130a的方位角相关联。换言之，视差补偿算法127 修正了第二雷达信号数据130b的方位角，如果假设第二雷达装置102b与第 一雷达装置102a位于船只上的相同位置的话，此时测量的方位角就是修正 后第二雷达信号数据130b’的方位角。

此外，为了进一步便于将第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信 号数据130b’组合到缓存表118中，补偿处理应用程序116还可对第二雷达 信号数据130b应用运动补偿算法128(将其追加至如上文所述的视差补偿算 法127)，使得修正后第二雷达信号数据130b’的方位角和量程仍与第一雷达 信号数据130a的方位角和量程相关联(尽管船只会运动)。换言之，运动 补偿算法128修正了第二雷达信号数据130b的方位角和量程，如果假设第 二雷达装置102b与第一雷达装置102a同步发送电磁波脉冲的话，此时测量 的方位角就是修正后第二雷达信号数据130b’的方位角和量程。

雷达处理系统104的传感器选择管理应用程序120可将第一雷达信号数 据130a的至少一部分和修正后第二雷达信号数据130b’的至少一部分组合 到缓存表118中，以形成组合雷达信号数据132。例如，传感器选择管理应 用程序120可用来自第一雷达信号数据130a的数据填装缓存表118中与对 应于第二雷达装置102b的盲区的量程中的方位值对应的列的量程单元。类 似地，传感器选择管理应用程序120可用来自修正后第二雷达信号数据130b’ 的数据填装缓存表118中与对应于第一雷达装置102a的盲区的量程中的方 位角对应的列的量程单元。传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达 信号数据130a或修正后第二雷达信号数据130b’的数据填装缓存表118的剩 余列的量程单元(与第一雷达信号数据130a和第二雷达信号数据130b具有 重叠的能见角度范围的方位角对应)。

坐标转换应用程序122可访问缓存表118中存储的数据(即组合雷达信 号数据132)并将该数据从极坐标转换成笛卡尔坐标。尤其是，由于雷达处 理系统104的雷达PPI显示器126可以是具有多个像素(每个像素具有笛卡 尔坐标中的相对位置)的光栅扫描监视器，从而坐标转换应用程序122将与 反射电磁波脉冲的强度对应的每条数字数据的极坐标位置(即缓存表118的 每个量程单元中的值)转换成笛卡尔坐标位置，从而可绘出雷达PPI显示器 126的适用像素。

雷达处理系统104的PPI显示器处理应用程序124可对组合雷达信号数 据132进行显示处理。例如，通过识别组合雷达信号数据132中的一个或更 多个可追踪离散实体来对组合雷达信号数据132进行目标追踪，PPI显示器 处理应用程序124可对组合雷达信号数据132进行显示处理。在识别了可追 踪离散实体之后，PPI显示器处理应用程序124还可运行为确定可追踪实体 (在笛卡尔坐标中)的中心位置，并将确定的中心位置传递至追踪滤波器(例 如卡尔曼滤波器)。追踪滤波器可随着时间保持对所识别的可追踪离散实体 的追踪，从而使得追踪滤波器可确定与可追踪离散实体相关的速度矢量。追 踪滤波器所确定的速度矢量可与在组合雷达信号数据132中识别的可追踪离 散实体相关，从而该速度矢量可与可追踪离散实体一起显示在雷达PPI显示 器126上。

在雷达PPI显示器126上，可基于组合雷达信号数据132生成显示。例 如，雷达PPI显示器126的图形卡可接收组合雷达信号数据132，该组合雷 达信号数据132可包括与多个反射电磁波脉冲对应的数字数据、与每个反射 相关的强度、每个反射的笛卡尔坐标位置以及具有相关速度矢量的一个或更 多个所识别的可追踪离散实体。雷达PPI显示器126的图形卡可基于组合雷 达信号数据132示出雷达PPI显示器126的多个像素(即，与特定笛卡尔坐 标位置相关的一个或更多个像素可根据与笛卡尔坐标位置相关的组合雷达 信号数据132的数字数据而示出)。

本发明的某些实施例可提供一种或多种技术效果。船只经常需要携带至 少两个雷达装置以离开港口。作为这种需要的结果，这类船只经常携带两个 分离的雷达装置。每个雷达装置可能会出现由于船只构造(如船只桅杆)而 导致的一个或更多个盲带。用于消除盲带的现有技术(即，为雷达操作员/ 导航员提供全方位360度角、或至少是经改善的能见角度范围)可包括提供 两个分离的PPI显示器，基于来自两个分离的雷达装置的每一个的雷达信号 来生成一个PPI显示。然而，人们可能不期望具有两个分离的PPI显示器， 因为在船只拥塞的桥楼上，这并不是对显示器区域的最佳利用方式。

将来自多个雷达装置102的雷达信号的数据组合到单个缓存表118中以 生成组合雷达信号数据132可允许基于组合雷达信号数据生成PPI显示。基 于组合雷达信号数据生成PPI显示可减少或消除与每个雷达装置相关的盲带 (例如，尽管存在与各雷达装置相关联的盲带，仍可提供全方位360度角视 野)，同时消除对多个雷达PPI显示器126(如同利用某些现有技术所使用 的，给每个雷达装置配有一个PPI显示器)的需求。结果是，在船只的拥塞 的桥楼上，可减少用于雷达PPI显示器126的区域数量。

现有技术还可包括对单个PPI显示器上与来自每个雷达信号的数据相关 的目标踪迹进行显示，从而雷达操作员/导航员可在单个PPI显示器上观察全 部踪迹图像。然而，因为目标踪迹与来自分离的雷达信号的数据相关联，因 此，当目标移动而使其从被一个雷达装置追踪移动变成被其他雷达装置追踪 时，必须进行踪迹的移转。然而，踪迹移转经常是不精确的，尤其是当大的 目标在相对近的距离移动而使其从被一个雷达装置追踪移动变成被其他雷 达装置追踪之时。

将来自多个雷达装置102生成的多个雷达信号的数据组合到单个缓存表 118以生成组合雷达信号数据并基于该组合雷达信号数据进行追踪可允许雷 达操作员/导航员在单个PPI显示器126上观察全部踪迹图像，同时消除与踪 迹移转相关的问题。

此外，船只可携带两个不同的雷达装置102。例如，船只可携带X-波段 雷达装置102a(高分辨率)和S-波段雷达装置102b(高雨水穿透性)。X- 波段雷达装置典型地提供高分辨率，但X波段雷达装置也典型地深受到海水 或雨水干扰的影响。S-波段雷达装置典型地提供比X-波段雷达装置低的分辨 率，但也会提供更佳的雨水穿透性。将来自X-波段雷达装置102a的雷达信 号数据与来自S-波段雷达装置102b的雷达信号数据组合到单个缓存表中 118中以生成组合雷达信号数据可允许生成这样一种PPI显示器，在该PPI 显示器中X-波段雷达装置102a用来生成针对短量程的部分PPI显示(对该 短量程而言高分辨率更重要而雨水穿透性较不重要)，并且S-波段雷达装置 102b用来生成针对长量程的部分PPI显示(对于该长量程而言高分辨率较不 重要而更佳的雨水穿透性更重要)。

图2A-图2C示出了这样的船只202，其具有根据本发明的某些实例的用 于在单个PPI显示器上对来自多个雷达信号的数据进行组合的示例性系统 100的组件。尤其是，图2A示出的示例性船只202具有位于船只202上的 不同位置处的第一雷达装置102a和第二雷达装置102b，且具有第一雷达装 置102a和第二雷达装置102b相关的能见角度范围。图2B-图2C示出雷达 PPI显示器126上的示例性显示，该示例性显示基于缓存表118中的第一雷 达信号数据130a(由第一雷达装置102a生成)和修正后第二雷达信号数据 130b’(由第二雷达装置102b生成并由补偿处理应用程序116修正)而生成。

第一雷达装置102a可具有与第一雷达装置102a能够定位目标的最大距 离对应的相关的最大量程206。例如，第一雷达装置102a可具有96英里的 最大量程206。此外，第一雷达装置102a的能见角度范围可包括因船只甲板 室204造成的从90度到180度的方位角盲区(假设船只定位于正北方)。 换言之，第一雷达装置102a生成的第一雷达信号数据130a将不包括与从90 度到180度的方位角对应的任何数据。

第二雷达装置102b可具有与第二雷达装置102b能够定位目标的最大距 离对应的相关最大量程208。例如，第二雷达装置102b可具有96英里的最 大量程208。此外，第二雷达装置102b的能见角度范围可包括因船只甲板室 204造成的从270度到360度的方位角盲区(假设船定位于正北方)。换言 之，第二雷达装置102b生成的第二雷达信号数据130b(以及修正后第二雷 达信号数据130b’)将不包括与从270度到360度的方位角对应的任何数据。

如上文结合图1所描述，传感器选择管理应用程序120可接收第一雷达 信号数据130a(由第一雷达装置102a生成)和修正后第二雷达信号数据130b’ (由第二雷达装置102b生成并由补偿处理应用程序116修正)。传感器选 择管理应用程序120可以以任意适用方式组合所接收信号的数据以生成组合 雷达信号数据132(即，用来自任一信号的数据来填装缓存表118的适用部 分)。

组合雷达信号数据132可以直到等于系统100的量程数值范围210(其 可小于或等于第一雷达装置102a的最大量程206与第二雷达装置102b的最 大量程208中的较小者)的距离的360度能见角度范围对应(缓存表118包 括与从0度到360度的方位角对应的列)。然而，第一雷达信号数据130a 和修正后第二雷达信号数据130b’各自可能没有包括与全方位360度能见角 度范围对应的数据(由于第一雷达装置102a和第二雷达装置102b的盲区， 如上文所述)。换言之，第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数 据130b’各自可能没有包括足以填装缓存表118的每一列的每个量程单元的 数据。

结果是，传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据130a 的数据填装缓存表118中与从270度到360度的方位值范围对应的列的量程 单元(与第二雷达装置102b的盲区对应)(如图2B-图2C所示)。类似地， 传感器选择管理应用程序120可用来自修正后第二雷达信号数据130b’的数 据填装缓存表118中与从90度到180度的方位值范围对应的列的量程单元 (与第一雷达装置102a的盲区对应)(如图2B-图2C所示)。缓存表118 的剩余列的量程单元(与第一雷达装置102a和第二雷达装置102b具有重叠 的能见角度范围的方位角对应)可填充有来自第一雷达信号数据130a或修 正后第二雷达信号数据130b’的数据。

例如，传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据130a 的数据填装缓存表118的剩余列的量程单元(与第一雷达装置102a和第二 雷达装置102b具有重叠的能见角度范围的方位角对应)(如图2B所示)。

可替代地，传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据 130a和修正后第二雷达信号数据130b’的数据的组合填装缓存表118的剩余 列的量程单元(与第一雷达装置102a和第二雷达装置102b具有重叠的能见 角度范围的方位角对应)(如图2C所示)。

如上文所述，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可以不一样。例 如，第一雷达装置102a可为S-波段雷达装置而第二雷达装置102b可为X- 波段雷达装置。X-波段雷达装置典型地提供高分辨率，但也可能会深受海水 或雨水干扰的影响。另一方面，S-波段雷达装置典型地提供比X-波段雷达装 置低的分辨率，但也会提供更佳的雨水穿透性。结果是，在与船只202相对 较近的区域(即在距离212内)生成PPI显示时使用来自X-波段雷达装置的 数据(修正后的来自第二雷达装置102b的第二雷达信号数据130b’)，并且 在与船只202相对较远的区域(即从距离212到量程数值范围210)生成PPI 显示时使用来自S-波段雷达装置(第一雷达装置102a)的数据，这样可能会 颇为有利。

作为特定实例(如图2C所示)，系统100的量程数值范围210可为24 英里，并且高分辨率X-波段雷达装置(即第二雷达装置102b)可在超过等 于5英里的距离212时深受雨水和海水干扰的影响。因此，对于与第一雷达 装置102a和第二雷达装置102b具有重叠的能见角度范围的方位角(即，0 度到90度和180度到270度)对应的缓存表118的列，传感器选择管理应 用程序120可用来自修正后第二雷达信号数据130b’的数据(第二雷达装置 102b生成的高分辨率X-波段信号)填装与介于0英里到5英里之间的船只 的线性距离对应的量程单元。传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷 达信号数据130a的数据(第一雷达装置102a生成的高雨水穿透性S-波段信 号)填装缓存表118中与第一雷达装置102a和第二雷达装置102b具有重叠 的能见角度范围的方位角对应的列的剩余量程单元(即，与介于5英里到24 英里之间的船只的线性距离对应的量程单元)。

图3A-图3B示出这样的船只302，其具有根据本发明的某些实例的用于 在单个PPI显示器上对来自多个雷达信号的数据进行组合的示例性系统100 的组件。尤其是，图3A示出具有第一雷达装置102a和第二雷达装置102b 的船只302，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b位于同一地点(例如 在甲板室304的顶部上)。此外，第一雷达装置102a和第二雷达装置102b 的每一个可具有360度能见角度范围(直到最大量程306)。图3B示出在 雷达PPI显示器126上基于第一雷达信号数据130a(由第一雷达装置102a 生成)和修正后第二雷达信号数据130b’(由第二雷达装置102b生成并由补 偿处理应用程序116修正)的组合的示例性显示。

如上文结合图1所述，传感器选择管理应用程序120可接收第一雷达信 号数据130a(由第一雷达装置102a生成)和修正后第二雷达信号数据130b’ (由第二雷达装置102b生成并由补偿处理应用程序116修正后)。传感器 选择管理应用程序120可以以任意适用方式对来自所接收的信号的数据进行 组合，以生成组合雷达信号数据132(即，用来自任一信号的数据来填装缓 存表118的适用部分)。

组合雷达信号数据132可以以直到等于系统100的量程数值范围308(其 可小于或等于第一雷达装置102a和第二雷达装置102b的最大量程306)的 距离的360度能见角度范围(缓存表118包括与从0度到360度的方位角对 应的列)对应。由于第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数据130b’ 的每一个均包括与全方位360度能见角度范围对应的数据，因此第一雷达信 号102a或修正第二雷达信号102b包括足以填装整个缓存表118的数据。

然而，由于第一雷达装置102a和第二雷达装置102b可以不一样，因此 尽管存在第一雷达装置102a和第二雷达装置102b的任一个包括足以填装全 部缓存表118的数据这一事实，仍期望将第一雷达信号数据130a和修正后 第二雷达信号数据130b’进行组合。例如，第一雷达装置102a可为S-波段雷 达装置(较低分辨率但提供较佳的雨水穿透性)，而第二雷达装置102b可 为X-波段雷达装置(高分辨率但深受海水或雨水干扰的影响)。结果是，在 距船只302相对较近的区域(即在距离308内)生成PPI显示时使用来自 X-波段装置的数据(修正后的来自第二雷达装置102b的第二雷达信号数据 130b’)，而在距船只302相对较远的区域(即从距离308到量程数值范围 306)生成PPI显示时使用来自S-波段装置(第一雷达装置102a)的数据， 这样可能会颇为有利。

作为特定示例性(如图3B所示)，系统100的量程数值范围306可为 24英里，并且高分辨率X-波段雷达装置(即第二雷达装置102b)可在超过 等于5英里的距离310时深受雨水和海水干扰的影响。因此，对于缓存表118 的多列的每一列(与从0度到360度的方位角对应)，传感器选择管理应用 程序120可用来自修正后第二雷达信号数据130b’的数据(第二雷达装置102b 生成的高分辨率X-波段信号)填装与介于0英里到5英里之间的船只的线性 距离对应的量程单元。传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号 数据130a的数据(第一雷达装置102a生成的高雨水穿透性S-波段信号)填 装缓存表118的多个列的每一列的剩余量程单元(与介于5英里到24英里 之间的船只的线性距离对应)。

图4示出根据本发明的某些实例的用于在单个PPI显示器上对来自多个 雷达信号的数据进行组合的示例性方法。该方法自步骤400开始。在步骤402 中，雷达处理系统104的补偿处理应用程序116接收第一雷达信号数据130a， 其中第一雷达信号数据130a已由第一雷达装置102a生成。在步骤404处， 补偿处理应用程序116接收第二雷达信号数据130b，其中第二雷达信号数据 130b已由第二雷达装置102b生成。

在步骤406中，补偿处理应用程序116对第二雷达信号数据130b的至 少一部分进行补偿处理，以生成与第一雷达信号数据130a相关联的修正后 第二雷达信号数据130b’。例如，通过对第二雷达信号数据130b应用视差补 偿算法127和运动补偿算法128，使得补偿处理应用程序116可对第二雷达 信号数据130b的至少一部分进行补偿处理，以形成修正后第二雷达信号数 据130b’。

尤其是，为了便于将第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信号数 据130b’组合到缓存表118中，补偿处理应用程序116可对第二雷达信号数 据130b应用视差补偿算法127，使得修正后第二雷达信号数据130b’的方位 角与第一雷达信号数据130a的方位角相关联。换言之，视差补偿算法127 修正了第二雷达信号数据130b的方位角，如果假设第二雷达装置102b与第 一雷达装置102a位于船只上的相同位置的话，此时测量的方位角就是修正 后第二雷达信号数据130b’的方位角。

此外，为了进一步便于将第一雷达信号数据130a和修正后第二雷达信 号数据130b’组合到缓存表118中，补偿处理应用程序116还可对第二雷达 信号数据130b应用运动补偿算法128(将其追加至如上文所述的差补偿算法 127)，因此，修正后第二雷达信号数据130b’的方位角和量程仍与第一雷达 信号数据130a的方位角和量程相关联(尽管船只会运动)。换言之，运动 补偿算法128修正第二雷达信号数据130b的方位角和量程，如果假设第二 雷达装置102b与第一雷达装置102a同步发送电磁波脉冲的话，此时测量的 方位角和量程就是修正后第二雷达信号数据130b’的方位角和量程。

在步骤408中，雷达处理系统104的传感器选择管理应用程序120将第 一雷达信号数据130a的至少一部分和修正后第二雷达信号数据130b’的至少 一部分组合到缓存表118中，以生成组合雷达信号数据132。例如，缓存表 118可对应于360度的能见角度范围。此外，第一雷达信号数据130a和修正 后第二雷达信号数据130b’各自可能没有包括对应于360度能见角度范围的 数据(由于第一雷达装置102a和第二雷达装置102b的盲带)。

传感器选择管理应用程序120可用来自第一雷达信号数据130a的数据 填装缓存表118中与对应于第二雷达装置102b的盲带范围内的方位值对应 的列的量程单元。类似地，传感器选择管理应用程序120可用来自第二雷达 信号数据130b’的数据填装缓存表118中与对应于第一雷达装置102a的盲带 范围内的方位值对应的列的量程单元。传感器选择管理应用程序120可用来 自第一雷达信号数据130a或第二雷达信号数据130b’的数据填装缓存表118 的剩余列的量程单元(与第一雷达装置102a和第二雷达装置102b具有重叠 的能见角度范围的方位角对应)。

在步骤410中，坐标转换应用程序122访问缓存表118中存储的数据(即 组合雷达信号数据132)并将来自极坐标的数据转换成笛卡尔坐标。尤其是， 由于雷达处理系统104的雷达PPI显示器126可以是具有多个像素的光栅扫 描监视器(每个像素在笛卡尔坐标中具有相对位置)，从而坐标转换应用程 序122将与反射电磁波脉冲的强度对应的每条数字数据的极坐标位置(即缓 存表118的每个量程单元中的值)转换成笛卡尔坐标位置，据此可绘出雷达 PPI显示器126的适用的像素。

在步骤412中，雷达处理系统104的PPI显示器处理应用程序124对组 合雷达信号数据132进行显示处理。PPI显示器处理应用程序124可通过对 组合雷达信号数据132进行目标追踪而对组合雷达信号数据132进行显示处 理。例如，PPI显示器处理应用程序124可运行为识别组合雷达信号数据132 内的一个或更多个可追踪离散实体。通过对组合雷达信号数据132应用一个 或更多个阈值算法以识别具有小空间容量的高能量返回信号(即，与来自小 区域的强反射电磁波脉冲对应的数据)，可以识别该可追踪离散实体，这些 实体可等同于浮标或另一船只(相对于陆地而言)。

识别了可追踪离散实体之后，PPI显示器处理应用程序124还可运行为 确定该可追踪离散实体(在笛卡尔坐标中)的中心位置。PPI显示器处理应 用程序124接着可将所确定的中心位置传递至追踪滤波器(例如卡尔曼滤波 器)。追踪滤波器可随着时间保持对所识别的可追踪离散实体的追踪，使得 该追踪滤波器可确定与可追踪实体相关的速度矢量。追踪滤波器所确定的速 度矢量可与在组合雷达信号数据132中识别的可追踪离散实体相关，从而该 速度矢量可与可追踪离散实体一起在雷达PPI显示器126上显示。

此外，通过对组合雷达信号数据132进行串扰抑制，PPI显示器处理应 用程序124可对组合雷达信号数据132进行显示处理。

在步骤414中，在雷达PPI显示器上基于组合雷达信号数据132来生成 显示。例如，雷达PPI显示器126的图形卡可接收组合雷达信号数据132， 该组合雷达信号数据132可包括与多个反射电磁波脉冲对应的数字数据、与 每个反射相关的强度、每个反射的笛卡尔坐标位置、以及具有相关的速度矢 量的一个或更多个被识别的可追踪离散实体。雷达PPI显示器126的图形卡 可基于组合雷达信号数据132来示出雷达PPI显示器126的多个像素(即， 与特定笛卡尔坐标位置相关的一个或更多个像素可根据与笛卡尔坐标位置 相关的组合雷达信号数据132的数字数据而示出)。

尽管已经利用多个实施例描述了本发明，然而可建议本领域普通技术人 员做出各种改变、替换、修改、变更以及修正，并且本发明旨在包括落入所 附权利要求的精神和范围内的所有的这种改变、替换、修改、变更以及修正。