CN110927716B - 一种雷达扫描地形遮蔽盲点及其遮蔽盲区确定方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,若当前雷达扫描高度高于雷达天线,则将其下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,对应形成当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点;若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点不位于雷达扫描半径范围内,则以扫描半径的边缘点作为该扫描方向上的遮蔽盲点;若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内,则计算采样点的地理高度;判断采样点的地理高度是否高于当前雷达扫描高度,若是,则以该采样点作为当前雷达扫描高度在扫描方向上的遮蔽盲点,若否,则将该采样点沿该扫描方向外移。以及,涉及一种雷达扫描地形遮蔽盲区确定方法。

Description

一种雷达扫描地形遮蔽盲点及其遮蔽盲区确定方法
技术领域
本申请属于雷达扫描遮蔽范围确定技术领域,具体涉及一种雷达扫描地形遮蔽盲点及其遮蔽盲区确定方法。
背景技术
雷达波在空间传播过程中被起伏的地形表面和地面障碍物遮挡,形成雷达扫描地形遮蔽点及其遮蔽盲区,准确快速的确定雷达遮蔽点及其遮蔽盲区,可以有效的规划飞机飞行路线,以实施突防。
当前,雷达扫描地形遮蔽点及其遮蔽盲区,多是以雷达天线位置为圆心构造一个简化的地形模型,然后对各层雷达扫描高度的各个雷达扫描方向上所有采样点的雷达探测高度和地理高度进行比较,得到雷达扫描地形遮蔽点及其遮蔽盲区,该种技术方案由于需要对雷达扫描方向上所有采样点的雷达探测高度和地理高度进行比较,导致计算量过大,难以时效要求。
鉴于现有技术的上述缺陷提出本申请。
发明内容
本申请的目的是提供一种雷达扫描地形遮蔽盲点及其遮蔽盲区确定方法,以克服或减轻现有技术至少一方面的缺陷。
本申请的技术方案是:
一方面提供一种雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,包括:
步骤一、判断当前雷达扫描高度是否高于雷达天线;
若当前雷达扫描高度高于雷达天线,则将其下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,对应形成当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点;
步骤二、判断当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点是否位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内;
步骤三、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点不位于雷达扫描半径范围内,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;
步骤四、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内,则计算该采样点的地理高度;判断采样点的地理高度是否高于当前雷达扫描高度,若是,则以该采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则将该采样点沿该扫描方向外移,返回步骤二。
根据本申请的至少一个实施例,步骤一中,若当前雷达扫描高度不高于雷达天线,则在当前雷达扫描高度每个扫描方向上于扫描半径范围内选取多个采样点;
计算各个采样点的地理高度;
判断当前雷达扫描高度扫描方向上是否存在地理高度高于当前雷达扫描高度的采样点,若是,则以该部分采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点。
根据本申请的至少一个实施例,
Figure BDA0002313271350000021
其中,
Δa为当前雷达扫描高度上相邻扫描方向间的角度;
N为当前雷达扫描高度上扫描方向的个数。
根据本申请的至少一个实施例,步骤四中,计算采样点的地理高度包括:
基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度。
根据本申请的至少一个实施例,步骤四中,基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度,具体为:
线性插值计算得到地理高程信息点S1、S2连线上第一插值点Pn`的地理高度;
线性插值计算得到地理高程信息点S3、S4连线上第二插值点Pn``的地理高度;采样点A位于第一插值点Pn`与第二插值点Pn``连线上;
基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度。
根据本申请的至少一个实施例,步骤四中,基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度,基于下式得到的修正量进行修正:
Figure BDA0002313271350000031
其中,
hΔ为修正量;
K为折射系数;
Re为地球平均半径;
rOA为当前雷达扫描中心点O距离采样点A的直线距离。
根据本申请的至少一个实施例,步骤四中,将采样点沿扫描方向外移,具体为:
将采样点沿扫描方向外移αh-1Δr,其中,
αh-1为采样点沿扫描方向外移自适应系数,与地形陡峭程度相关;
Δr为采样点沿扫描方向外移固定步长值。
根据本申请的至少一个实施例,步骤四中,
Figure BDA0002313271350000032
其中,
ΔL为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的水平距离;
Δh为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的竖直距离。
另一方面提供一种雷达扫描地形遮蔽盲区确定方法,
以地形最低点为起点,以雷达扫描最大高度为终点;
在起点至终点高度范围内划分多层雷达扫描高度;
依次以最低层雷达扫描高度到最高层雷达扫描高度的雷达扫描高度作为当前雷达扫描高度,以任一上述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法确定各层雷达扫描高度的遮蔽盲点;
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
根据本申请的至少一个实施例,基于各个雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区,具体为:
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到各层雷达扫描高度的遮蔽剖面;
基于各层雷达扫描高度的遮蔽剖面得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
附图说明
图1是本申请实施例提供的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法的流程图;
图2是本申请实施例提供的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法的过程示意图;
图3是本申请实施例提供的当前雷达扫描高度扫描方向及其采样点沿扫描方向外移的示意图;
图4是本申请实施例提供的基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度的示意图;
图5是本申请实施例提供的基于地球曲率对基于第一插值点的地理高度、第二插值点线性插值计算得到采样点的地理高度进行修正的示意图;
图6是本申请实施例提供的多个高于雷达天线的雷达扫描高度的遮蔽剖面的示意图;
图7是本申请实施例提供的不高于雷达天线的雷达扫描高度一个扫描方向上阻挡段的示意图;
图8是本申请实施例提供的雷达遮蔽盲区的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请,而非对该申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图8对本申请做进一步详细说明。
一方面提供一种雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,包括:
步骤一、判断当前雷达扫描高度是否高于雷达天线;
若当前雷达扫描高度高于雷达天线,则将其下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,对应形成当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点;
步骤二、判断当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点是否位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内;
步骤三、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点不位于雷达扫描半径范围内,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;
步骤四、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内,则计算该采样点的地理高度;判断采样点的地理高度是否高于当前雷达扫描高度,若是,则以该采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则将该采样点沿该扫描方向外移,返回步骤二。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员可以理解的是,其在当前雷达扫描高度高于雷达天线时,将其下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,对应形成当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点,即以当前雷达扫描高度的下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点对应的投影点为当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点,以此继承当前雷达扫描高度的下层雷达扫描高度上遮蔽盲点的信息,基于此可避免对雷达扫描方向上所有采样点的雷达探测高度和地理高度进行比较,以此能够极大提高计算效率,满足时效性要求,本领域技术人员可以理解的是该种继续是基于对地形上的障碍物一般是自底部到顶部的连续体,且自底部向顶部逐渐向内收缩的实际。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员还可以理解的是,其在当前雷达扫描高度下层雷达扫描高度上扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,形成当前雷达扫描高度该扫描方向上的采样点不位于雷达扫描半径范围内,即当前雷达扫描高度该扫描方向上继承在其下层雷达扫描高度上该扫描方向上内侧遮蔽盲点的采样点超出雷达半径范围时,以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点,该种在当前雷达扫描高度下其扫描方向上继承下层雷达扫描高度上该扫描方向上内侧遮蔽盲点的采样点超出雷达半径范围时,以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点的技术方案,充分考虑雷达在不同层雷达扫描高度上扫描半径及其地形上的障碍物变化特性,具有较高的计算效率。
在一些可选的实施例中,步骤一中,若当前雷达扫描高度不高于雷达天线,则在当前雷达扫描高度每个扫描方向上于扫描半径范围内选取多个采样点;
计算各个采样点的地理高度;
判断当前雷达扫描高度扫描方向上是否存在地理高度高于当前雷达扫描高度的采样点,若是,则以该部分采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员还可以理解的是,其在当前雷达扫描高度不高于雷达天线,即当前雷达扫描高度位于雷达天线以下时,在每个扫描方向上于扫描半径范围内选取多个采样点,通过对各个采样点的地理高度与当前雷达扫描高度的比较得出当前雷达扫描高度下各个扫描方向上的遮蔽盲点。
在一些可选的实施例中,
Figure BDA0002313271350000081
其中,
Δa为当前雷达扫描高度上相邻扫描方向间的角度;
N为当前雷达扫描高度上扫描方向的个数。
在一些可选的实施例中,步骤四中,计算采样点的地理高度包括:
基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度。
在一些可选的实施例中,步骤四中,基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度,具体为:
线性插值计算得到地理高程信息点S1、S2连线上第一插值点Pn`的地理高度;
线性插值计算得到地理高程信息点S3、S4连线上第二插值点Pn``的地理高度;采样点A位于第一插值点Pn`与第二插值点Pn``连线上;
基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员可以理解的是,基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度中地理高程信息点S1、S2、S3、S4为位于采样点A周围,且是靠近采样点A的地理高程信息点。
在一些可选的实施例中,步骤四中,基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度,基于下式得到的修正量进行修正:
Figure BDA0002313271350000091
其中,
hΔ为修正量;
K为折射系数;
Re为地球平均半径;
rOA为当前雷达扫描中心点O距离采样点A的直线距离。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员可以理解的是,其是基于地球曲率对基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点Pn的地理高度进行修正。
在一些可选的实施例中,步骤四中,将采样点沿扫描方向外移,具体为:
将采样点沿扫描方向外移αh-1Δr,其中,
αh-1为采样点沿扫描方向外移自适应系数,与地形陡峭程度相关;
Δr为采样点沿扫描方向外移固定步长值。
在一些可选的实施例中,步骤四中,
Figure BDA0002313271350000092
其中,
ΔL为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的水平距离;
Δh为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的竖直距离。
对于上述实施例公开的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,本领域技术人员可以理解的是,采样点沿扫描方向外移αh-1Δr与当前雷达扫描高度地形陡峭程度相关,当前雷达扫描高度地形越陡,即当前雷达扫描高度地形高度变化越快,采样点沿扫描方向外移自适应系数αh-1越小,采样点沿扫描方向外移αh-1Δr越小,即采样点沿扫描方向外移步长自适应变小,以此提高计算遮蔽盲点的精度。
另一方面提供一种雷达扫描地形遮蔽盲区确定方法,
以地形最低点为起点Hmin,以雷达扫描最大高度为终点Hmax
在起点Hmin至终点Hmax高度范围内划分多层雷达扫描高度;
依次以最低层雷达扫描高度到最高层雷达扫描高度的雷达扫描高度作为当前雷达扫描高度Hn,以任一上述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法确定各层雷达扫描高度的遮蔽盲点Eh
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
在一些可选的实施例中,基于各个雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区,具体为:
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到各层雷达扫描高度的遮蔽剖面;
基于各层雷达扫描高度的遮蔽剖面得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
在一些可选的实施例中,基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到各层雷达扫描高度的遮蔽剖面中,
对于高于雷达天线的雷达扫描高度,可将其各个扫描方向的遮蔽盲点依次相连即可得到其遮蔽剖面;
对于不高于雷达天线的雷达扫描高度,可将其每个扫描方向上连续的遮蔽盲点首尾相连形成阻挡段,基于各个扫描方向的阻挡段得到其遮蔽剖面,在一个更具体实施例中,如图7所示,将连续的遮蔽盲点1、2首尾相连,以及将连续的遮蔽盲点3、4、5相连,对应形成两个阻挡段,相邻阻挡段之间为通视区。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,包括:
步骤一、判断当前雷达扫描高度是否高于雷达天线;
若当前雷达扫描高度高于雷达天线,则将其下层雷达扫描高度上各个扫描方向上的内侧遮蔽盲点投影至当前雷达扫描高度平面上,对应形成当前雷达扫描高度各个扫描方向上的采样点;
步骤二、判断当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点是否位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内;
步骤三、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点不位于雷达扫描半径范围内,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;
步骤四、若当前雷达扫描高度扫描方向上的采样点位于当前雷达扫描高度扫描半径范围内,则计算该采样点的地理高度;判断采样点的地理高度是否高于当前雷达扫描高度,若是,则以该采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则将该采样点沿该扫描方向外移,返回步骤二。
2.根据权利要求1所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤一中,若当前雷达扫描高度不高于雷达天线,则在当前雷达扫描高度每个扫描方向上于扫描半径范围内选取多个采样点;
计算各个采样点的地理高度;
判断当前雷达扫描高度扫描方向上是否存在地理高度高于当前雷达扫描高度的采样点,若是,则以该部分采样点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点;若否,则以该扫描方向上扫描半径的边缘点作为当前雷达扫描高度在该扫描方向上的遮蔽盲点。
3.根据权利要求1所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
Figure FDA0002313271340000021
其中,
Δa为当前雷达扫描高度上相邻扫描方向间的角度;
N为当前雷达扫描高度上扫描方向的个数。
4.根据权利要求1所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤四中,计算采样点的地理高度包括:
基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度。
5.根据权利要求4所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤四中,基于地理高程信息采用双线性插值法计算采样点的地理高度,具体为:
线性插值计算得到地理高程信息点S1、S2连线上第一插值点Pn`的地理高度;
线性插值计算得到地理高程信息点S3、S4连线上第二插值点Pn``的地理高度;采样点A位于第一插值点Pn`与第二插值点Pn``连线上;
基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度。
6.根据权利要求5所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤四中,基于第一插值点Pn`的地理高度、第二插值点Pn``的地理高度线性插值计算得到采样点A的地理高度,基于下式得到的修正量进行修正:
Figure FDA0002313271340000031
其中,
hΔ为修正量;
K为折射系数;
Re为地球平均半径;
rOA为当前雷达扫描中心点O距离采样点A的直线距离。
7.根据权利要求1所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤四中,将采样点沿扫描方向外移,具体为:
将采样点沿扫描方向外移αh-1Δr,其中,
αh-1为采样点沿扫描方向外移自适应系数,与地形陡峭程度相关;
Δr为采样点沿扫描方向外移固定步长值。
8.根据权利要求7所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法,其特征在于,
所述步骤四中,
Figure FDA0002313271340000032
其中,
ΔL为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的水平距离;
Δh为当前雷达扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-1与该下层扫描高度的下层扫描高度上对应扫描方向上内侧遮蔽盲点Eh-2之间的竖直距离。
9.一种雷达扫描地形遮蔽盲区确定方法,其特征在于,
以地形最低点为起点,以雷达扫描最大高度为终点;
在起点至终点高度范围内划分多层雷达扫描高度;
依次以最低层雷达扫描高度到最高层雷达扫描高度的雷达扫描高度作为当前雷达扫描高度,以权利要求1-8任一所述的雷达扫描地形遮蔽盲点确定方法确定各层雷达扫描高度的遮蔽盲点;
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
10.根据权利要求9所述的雷达扫描地形遮蔽盲区确定方法,其特征在于,
所述基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到雷达扫描地形遮蔽盲区,具体为:
基于各层雷达扫描高度的遮蔽盲点得到各层雷达扫描高度的遮蔽剖面;
基于各层雷达扫描高度的遮蔽剖面得到雷达扫描地形遮蔽盲区。
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