1.基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S1获得我船与他船的经纬度、航速以及航向信息，建立直角坐标系，并建立我船与他船的膨化椭圆模型；

S2计算我船与他船膨化椭圆的领域距离、我船与他船之间的安全距离dm、我船与他船之间的距离、以安全距离dm为半径的圆的切线到相对位置连线之间的夹角θm以及相对速度向量与相对位置连线之间的夹角θ；

S3判断我船与他船之间的距离是否满足小于碰撞检测距离CD，若满足则进入S4；

S4判断我船与他船之间的距离是否处于安全距离dm与碰撞检测距离CD之间，若满足则进入S5，若不满足则进入S6；

S5判断我船与他船之间相对速度向量与相对位置连线之间的夹角θ，是否满足小于以安全距离dm为半径的圆的切线到相对位置连线之间的夹角θm，若满足则进行蓝色预警；

S6计算TCPA和DCPA，判断0<＝TCPA<＝TA与DCPA<＝DA，若任一条件满足，则进行橙色预警；

若两条件均满足，则进行红色预警；

若两条件均不满足，则进入S1；

在S2中，计算我船的领域距离Ros和他船的领域距离Rts：将我船与他船的经纬度坐标转为东北坐标，求出我船与他船的连线方程，利用连线方程分别与我船椭圆方程、他船椭圆方程联立，求连线方程与我船椭圆方程的两个交点分别为：点1(x1,y1)、点2(x2,y2)，求连线方程与他船椭圆方程的两个交点分别为：点3(x3,y3)，点

4(x4,y4)；

利用勾股定理求出点1(x1,y1)与点2(x2,y2)之间的距离、点3(x3,y3)与点4(x4,y4)之间的距离；

计算我船与他船之间的安全距离dm：

dm＝Ros+dsafe+Rts；

式中，dsafe是综合考虑我船和他船的操纵性能、各自速度、相对速度以及水域类型条件而定的一段距离。

2.根据权利要求1所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，设我船坐标为O(xos,yos)、他船坐标为T(xts,yts)、两船位置连线方程OT方程：y＝k*x+d；

联立：

式中，θ1为我船的航向角；θ2为他船的航向角；直线斜率为 直线截距为解方程，求出点1(x1,y1)、点2(x2,y2)、点3(x3,y3)、点4(x4,y4)；

3.根据权利要求2所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，dsafe的计算公式为：式中，timestep为时间步长，单位是h；|vr|为我船与他船在相互接近时的相对速度绝对值，相互远离时取0，单位为节；T90为船舶全速旋回航向角变化90°时所用的时间，单位为s；Ad为船舶全速旋回航向角变化90°时重心所移动的纵向距离，取2.8～4倍的船长，单位为m；dnature为自然条件下要求的安全距离，取0.5海里；dwater为所处水域要求的安全距离，取

0.5海里；μn为dnature的系数，最小值为0，最大值为1；μw为dwater的系数，最小值为0，最大值为

1。

4.根据权利要求3所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，其中，T90的计算过程通过以下方式求取：R＝k90*L；

式中，R为旋回半径；k90取3～7，普通商船取4～5，大型船舶取5～7；L为船长；

利用角速度来计算旋回半径：

式中，V为船速；ω为角速度；

旋转Δθ角度所用的时间为：

整理得：

故：

5.根据权利要求4所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S2中，计算以安全距离dm为半径的圆的切线到相对位置连线之间的夹角θm以及相对速度向量与相对位置向量之间的夹角θ：在三角形OTS中，θm等于dm与OS的反正切函数，OS的大小通过勾股定理可以求出；

θ的大小用相对位置向量OT与相对位置向量vot点积的反余弦函数求出；

故：

式中， 为我船O与他船T之间的直线距离； 为我船O指向他船T的位置向量；

式中， 为我船O相对于他船T的相对速度向量； 为相对位置向量与相对速度向量的点积。

6.根据权利要求5所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S3中，计算碰撞检测距离CD：CD＝dm+ρ0；

ρ0＝max(fk*Rts,ρ0min)；

设定ρ0需要考虑两种因素：(1)、追越局面：ρ0min＝0.5海里；交叉相遇和对遇局面：ρ0min＝1海里；(2)、fk：自行设定，Rts：他船的领域距离。

7.根据权利要求6所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S6中，计算DCPA，DCPA通过三角形OTP中的正弦函数求出：计算TCPA，TCPA的大小等于PT的距离除以PT方向上的速度大小，PT通过三角形OTP利用相对位置向量的模的余弦求出：式中， 为相对速度的大小，与 大小相等。

8.根据权利要求7所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S5中，满足条件 则进行蓝色预警；

其中，distance为我船与他船之间的距离。

9.根据权利要求8所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S6中，满足任一条件 或 则进行橙色预警；

其中，DA为设定的他船椭圆方程长半轴；TA为根据经验值设定的TCPA阈值。

10.根据权利要求9所述的基于膨化椭圆与膨化圆模型的船舶预警方法，其特征在于，在S6中，同时满足 与 则进行红色预警。