一种雷达地形遮蔽分析及显示方法

摘要

本发明公开了一种雷达地形遮蔽分析及显示方法，根据用户设置的雷达站址经度、纬度、高度和需要计算的经纬度范围,以雷达站址为中心经纬度范围为半径对高程数据进行加载；根据用户设置的雷达探测最小仰角、最大探测距离、方位精度和距离精度,初始化雷达遮蔽数据；根据载入的高程数据分析雷达地形遮蔽情况；使用计算出的雷达地形遮蔽数据，构建多维度的显示方式。在距离和方位两个维度上对空间进行分割，分别分析每个单元的地形遮蔽信息；遮蔽角的计算方法采用考虑了大气折射等多种因素的经验公式；在遮蔽角计算基础上计算雷达对于固定高度目标的通视范围；通视范围显示和遮蔽角曲线显示，从多方位多角度观察和分析雷达地形遮蔽情况提供了途径。

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达地形的显示方法，尤其涉及的是一种雷达地形遮蔽分析及显示方法。

背景技术

在雷达的分析研究中，阵地选择是很重要的一部分。雷达的探测威力不仅由雷达本身的性能所决定，而且取决于雷达阵地周围的地形。

传统的雷达阵地选择一般是按照实地勘测，直接结合地形地貌，再结合技术指标进行阵地筛选。传统方法存在花费大量时间进行勘测，占用大量的人力物力以及精度低等不足。因此，快速选择合适雷达阵地时亟待解决的问题。

基于数字高程模型(DEM)的雷达地形遮蔽分析及显示方法克服了传统方法的不足，不受限地理位置，可离线得到一定区域内地表被雷达所能看到的部分。雷达地形遮蔽分析及显示方法的具体应用存在多个环节，参数设置、地形遮蔽分析计算、地形遮蔽显示。如何使用户通过多种角度分析和观察地形遮蔽，适应用户不断攀升的需求，是当前雷达地形遮蔽分析的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何提供多个参数设置接口并实现多维度展示分析结果，提供了一种雷达地形遮蔽分析及显示方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

(1)根据用户设置的雷达站址经度、纬度、高度和需要计算的经纬度范围,以雷达站址为中心经纬度范围为半径对高程数据进行加载；

(2)根据用户设置的雷达探测最小仰角、最大探测距离、方位精度和距离精度,初始化雷达遮蔽数据；

(3)根据载入的高程数据分析雷达地形遮蔽情况；

(4)使用计算出的雷达地形遮蔽数据，构建多维度的显示方式。

所述步骤(2)中，遮蔽角目标数据包括：

仰角数组dataEle[N_Azi][N_Rng]，

高度数组dataAlt[N_Azi][N_Rng]，

其中N_Azi和N_Rng取整，R_max为最大探测距离，P_Azi方位精度，P_Rng为距离精度。

所述步骤(3)中，依据加载的高程数据的经纬度信息和雷达站址进行坐标变换，超出最大探测距离的位置不进行遮蔽角计算。

所述步骤(3)中遮蔽角的计算过程如下：

(31)根据用户设置的方位精度和距离精度构建遮蔽角目标数据，其中包括遮蔽角数组和高度数组；

(32)计算高程数据每个网格相对雷达站址的距离、方位、遮蔽角，并利用经验公式重新计算遮蔽角，得到遮蔽角DemEle的数值：

dataEle[iAzi][iRng]＝DemEle；

其中，iAzi和iRng取整，CorrectAlt为修正高度，

DemAzi为方位，DemRng为距离，RadarAlt为高度；

(33)根据遮蔽角数据，计算雷达对于给定高度目标的通视范围。

所述步骤(33)包括以下步骤：

(331)利用遮蔽角数组，计算高度数组：

在同一方位上，距离按照从小到大进行查找当前距离序列iRng(2≤iRng≤N_Rng)内的遮蔽角最大值，Ele_max＝max{dataEle[iAzi][1],dataEle[iAzi][2]…dataEle[iAzi][iRng-1]}，

若dataEle[iAzi][iRng]>Ele_max，则dataEle[iAzi][iRng]＝Ele_max；

利用经验公式计算高度，得到高度数组：

Alt＝Rng*sin(dataEle[iAzi][iRng])+Rng²/(2*8.5*e⁶)+RadarAlt+CorrectAlt，

其中Rng＝(iRng+0.5)*P_Rng，dataAlt[iAzi][iRng]＝Alt；

(332)获取预设目标点高度的通视数组：

在每个方位iAzi上计算以下方程式，

得到iRng，

通视数组Select_Rng[iAzi]＝iRng*P_Rng。

所述步骤(4)中，所述显示方式为可供选择显示方式：极坐标通视范围显示、方位-遮蔽角二维直角坐标遮蔽角曲线显示。

所述步骤(4)中，所述显示方式为通视范围显示：根据用户选择目标高度,显示雷达对指定目标高度目标的可视范围,支持选择多个指定目标高度。

所述步骤(4)中，所述显示方式为遮蔽角曲线显示：根据用户选择的目标距离，显示雷达对指定距离上的遮蔽情况，支持鼠标拾取曲线的数据，显示鼠标所在位置对应的方位角、该方位的遮蔽角以及引起该遮蔽的遮蔽物距离。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用更加灵活的计算参数设置接口，用户可根据实际需求进行雷达站址、经纬度计算范围、雷达探测最小仰角、最大探测距离、方位精度、距离精度的设置，同时也避免了冗余数据的加载和计算，提高了计算效率；在距离和方位两个维度上对空间进行分割，分别分析每个单元的地形遮蔽信息；遮蔽角的计算方法采用考虑了大气折射等多种因素的经验公式，结果更准确；在遮蔽角计算基础上计算雷达对于固定高度目标的通视范围；采用了两种显示方法，通视范围显示和遮蔽角曲线显示，为用户从多方位多角度观察和分析雷达地形遮蔽情况提供了途径。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明计算流程图；

图3是通视范围显示的操作流程图；

图4是通视范围显示的效果图；

图5是遮蔽角曲线显示的操作流程图；

图6是遮蔽角曲线显示的效果图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例的情报雷达遮蔽角计算及显示方法的工作流程包括如下处理：

1、用户根据需要进行计算参数设置，包括雷达站址经度(度)RadarLat、纬度(度)RadarLon、高度(米)RadarAlt，需要计算的经纬度范围，最大探测距离R_max，方位精度(度)P_Azi，距离精度(m)P_Rng；

2、根据设置的计算参数进行遮蔽角目标数据的初始化，坐标变换的初始化：

遮蔽角目标数据包括：

仰角数组dataEle[N_Azi][N_Rng]，

高度数组dataAlt[N_Azi][N_Rng]，

其中N_Azi和N_Rng取整；

使用雷达站址经度、纬度、高度进行坐标变换矩阵初始化；

3、根据用户设置的计算参数，加载所需高程数据：经度(度)DemLon，经度(度)DemLat，高度(米)DemAlt；

4、结合雷达站址和高程数据，进行遮蔽角计算，具体流程如图2所示：

4-1：计算高程数据每个网格相对雷达站址的距离、方位、遮蔽角：

距离(米)DemRng，方位(度)DemAzi，遮蔽角(度)DemEle；

4-2：利用经验公式重新计算遮蔽角，得到遮蔽角数组：

dataEle[iAzi][iRng]＝DemEle；

其中：iAzi和iRng取整，CorrectAlt为修正高度；

4-3：利用4-2中得到的遮蔽角数组，计算高度数组：

在同一方位上，距离按照从小到大进行查找当前距离序列iRng(2≤iRng≤N_Rng)内的遮蔽角最大值，Ele_max＝max{dataEle[iAzi][1],dataEle[iAzi][2]…dataEle[iAzi][iRng-1]}，若dataEle[iAzi][iRng]>Ele_max，则dataEle[iAzi][iRng]＝Ele_max；

利用经验公式计算高度，得到高度数组：

Alt＝Rng*sin(dataEle[iAzi][iRng])+Rng²/(2*8.5*e⁶)+RadarAlt+CorrectAlt，其中Rng＝(iRng+0.5)*P_Rng，

dataAlt[iAzi][iRng]＝Alt；

5、获取预设目标点高度的通视数组：

在每个方位iAzi上计算以下方程式，

得到iRng，Select_Rng[iAzi]＝iRng*P_Rng；

6、遮蔽角通视显示：遮蔽角通视显示指定高度目标的可视范围,采用极坐标P显方式进行显示，绘制方位-距离(数组Select_Rng[iAzi]的曲线图，可叠加多个指定高度目标对应的曲线图，显示方式的渲染效果图4所示，并可实时切换指定高度，进行曲线更新，操作流程如图3所示。

7、获取指定距离遮蔽情况：

获取指定距离的遮蔽角数组：从仰角数组中查找指定距离Select_Rng的遮蔽角数据Select_ele[iAzi]＝dataEle[iAzi][iRng]，其中iRng＝Select_Rng/P_Rng，iRng≤N_Rng并取整；

获取引起指定距离遮蔽角的距离数组：

Rng_Ele[iAzi]＝iRng*P_Rng，其中iRng为{0，Select_rng}范围内按照距离从小到大，max{dataEle[iAzi][iRng]}所对应的iRng；

8、遮蔽角曲线显示：遮蔽角曲线显示指定距离下的方位-遮蔽角(数组Select_ele[iAzi])的曲线图，并可支持鼠标拾取曲线的数据,显示鼠标所在位置对应的方位角、该方位的遮蔽角以及引起该遮蔽的遮蔽物距离，显示方式的渲染效果如图6所示，并可实时切换指定距离，进行曲线更新，操作流程如图5所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。