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关键词: 鸟击防范; 雷达; 地理信息系统; 人工神经网络
中图分类号: TN95 文献标识码: A 文章编号: 037222112 (2006) 1222232206
Re search on Radar Avian Detection for Aviation
NING Huan2sheng1 ,LIU Wen2ming1 ,LI Jing2 ,ZHAO Xin2ru3
(11School of Electronic Engineering , Beijing University of Aeronautics &Astronautics , Beijing 100083 , China ;
21Center of Aviation Safety Technology , CAAC, Beijing 100028 , China ;31 College of Life Sciences , Beijing Normal University , Beijing 100875 , China)
Abstract : The bird strike hazard is a worldwide problem to aviation ,which has received prevalent attention from internation2
al academe. The studying of avian detection based on radar has made much progress and some practical radar avian surveillance sys2
tems have been set up . A survey of research on radar avian detection , including progress actuality of foreign radar avian detection
system ,the characteristics of bird echo and the method of identification and detection ,are presented. The new research are proposed
in three aspects ,Geographic Information Systems (GIS) ,Artificial Neural Network (ANN) and computer network ,which are com2
bined with radar avian detection system to set up a high2efficient , real2time ,3D radar avian detection network. Finally , several re2
search topics in future are suggested.
Key words : avian surveillance ; radar ; geographic information systems (GIS) ; artificial neural network (ANN)
1 引言
鸟击是指航空器起降或飞行过程中和鸟类、蝙蝠等飞行
物相撞的事件. 自从有了航空器就有了鸟击事件,鸟击问题给
航空业造成巨大的经济损失, 同时也危及乘客的生命安
全[1 ,2 ] . 目前,关于鸟击问题的研究已成为国际学术界、民航
界的研究热点,鸟击防范研究已发展成为跨学科的具有重大
应用价值的科研课题.
探测鸟类的活动规律是减少鸟击的关键要素之一. 利用
雷达识别生物目标,建立鸟击预警模型,有针对性地驱散和避
开鸟群,是降低鸟击风险行之有效的途径. 先进的数字化宽带
雷达的出现和高性能计算机的应用使得许多图像处理和模式
识别的技术应用到雷达生物目标识别中. 国外已经建立起实
用的雷达鸟击防范系统,积累了许多有效的方法,取得很好的
效果. 国内学者和相关部门已开始重视和着手这一研究工作,
但还鲜有实质性进展.
2 雷达鸟情探测研究概况
211 鸟类活动的雷达研究[3 ]
雷达被用于观测鸟类的活动已经有将近60 年的历史了,
初期,雷达操作员发现,在雷达屏幕上可以看到并非航空器的
未知目标的回波,这种未知目标的回波在当时被称作“天使
(Angels) ”. 后来的研究发现,这种“天使”实际上是由鸟类造成
的. 由此,雷达被广泛应用到鸟类的定期迁徙和在当地活动的
研究中.
雷达是观察鸟类活动的重要工具,它可以在广大空域里
识别各种鸟类,而不局限于观察人员用望远镜目视观察;通过
雷达可以计算出大群鸟类的飞行方向和速度;可长时间跟踪
记录鸟类活动规律;更重要的是雷达可以在夜间如同白天一
样地观测鸟类. 雷达系统在鸟情信息收集上具有自动化程
收稿日期:2006201224 ;修回日期:2006205210
基金项目:航天支撑基金(2005) ;全国博士后科学基金
第12 期
2006 年12 月
电 子 学 报
ACTA ELECTRONICA SINICA
Vol . 34 No. 12
Dec. 2006
表1 几种鸟类RCS 的理论值和实验值
种类
重量
(g)
RCS 理论值(m 3 m) RCS 理论值(dBsm) RCS 实验值(dBsm)
X S L X S L X S L
鸣鸟10 0. 0005 0. 0005 0. 00002 - 33 - 33 - 47
麻雀25 0. 0006 0. 0016 0. 00013 - 32 - 28 - 39 - 37 - 28
八哥75 0. 0013 0. 0017 0. 0010 - 29 - 28 - 30 - 31
珩科鸟200 0. 0014 0. 0014 0. 0051 - 29 - 29 - 23
鸽子500 0. 0027 0. 0038 0. 0109 - 26 - 24 - 20 - 28 - 21
野鸭800 0. 0044 0. 0031 0. 0088 - 24 - 25 - 21 - 21 - 30
天鹅10000 0. 024 0. 027 0. 021 - 16 - 16 - 17
度高、数据便于分析存储、受天气和光线条件影响小等多项优点.
随着航空器的广泛应用,因鸟类造成的飞行事故逐渐增
多. 20 世纪60 年代,一些重大的飞机坠毁事故被发现是由鸟
击事件引起以后,美国和欧洲一些国家开始重视雷达鸟击预
警系统的研究,雷达观测鸟类飞行的数据被应用到航空安全
领域.
212 雷达鸟情探测系统的发展
雷达鸟情探测系统随着雷达技术、计算机技术、信息处理
技术的进步获得了快速的发展. 高性能雷达系统和计算机处
理系统使得快速获取鸟情信息成为可能;与此同时,从混杂着
气象信息的回波图像中提取鸟情信息的算法也取得突破. 此
外,现代雷达鸟情探测系统还具有后台数据处理的能力,通过
数据挖掘的算法,研究鸟类活动的规律,用于预测鸟情,防范
鸟击. 下面将概述雷达鸟情探测系统的发展现状.
21211 BIRDTAM系统
20 世纪60 年代到70 年代,欧洲利用鸟类雷达探测技术
开发了BIRDTAM系统,提供近似实时的鸟情观测,发布鸟击
预警. 然而,当时用于鸟类探测的雷达技术是有限的,在量化
方面留下了大量的手工作业. 20 世纪90 年代,德国军用地球
物理实验室开发的雷达鸟情探测系统中延续了BIRDTAM 的
名字,该系统被广泛用来观察鸟类迁徙,给出实时鸟击警告.
获取的鸟情资料已经提供给德国航空业和周边国家应用[4 ] .
21212 鸟类危险咨询系统( AHAS) [5 ]
1998 年秋,Geo2Marine 公司鸟类研究实验室在美国空战
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：
鸟击资料2(35)
