[發(fā)明專利]一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣地堪選方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610160417.3
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105651267A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 才長帥;李光偉;閆海;高其嘉;曹原;王曉莉;陳京平;李建勛;冀鑫煒;石海天;劉建平;李靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍裝備研究院雷達(dá)與電子對抗研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣地堪選方法，其特征在于包 括如下步驟：

(1)根據(jù)任務(wù)設(shè)定的雷達(dá)觀測方向和目標(biāo)的距離，結(jié)合雷達(dá)的參數(shù)，劃定 雷達(dá)可架設(shè)的區(qū)域范圍并劃分為區(qū)塊，然后根據(jù)陣地的接收條件要求，逐個區(qū) 塊的進(jìn)行遮蔽角分析和起伏度分析，初步選擇出符合任務(wù)設(shè)定要求的雷達(dá)架設(shè) 區(qū)塊；

(2)從步驟(1)選定的雷達(dá)架設(shè)區(qū)塊中，按照陣地修建工程的難易程度 進(jìn)行排序，選取出適合作為雷達(dá)假設(shè)陣地的m個預(yù)選陣地，m為正整數(shù)；

(3)針對步驟(2)確定的m個預(yù)選陣地，逐個分別執(zhí)行以下相同的實地 勘測流程，獲取m個陣地各自的全局DEM數(shù)據(jù)：

(31)在預(yù)選陣地中部、無遮擋的地域架設(shè)RTK主站；

(32)在預(yù)測試的雷達(dá)架設(shè)點(diǎn)架設(shè)舉升平臺，安裝三維激光掃描儀，同 時將RTK移動站1與三維激光掃描儀同軸固定，并將舉升平臺升高至三維激光 掃描儀不被遮擋、不影響測量范圍的高度；在三維激光掃描儀的測量范圍內(nèi)架 設(shè)標(biāo)靶，同時將RTK移動站2與標(biāo)靶同軸固定；

(33)采用RTK移動站1和RTK主站通信，測量出三維激光掃描儀測 量坐標(biāo)系的原點(diǎn)在大地坐標(biāo)系的坐標(biāo)值并記錄，采用RTK移動站2和RTK主 站通信，測量出標(biāo)靶圓心的大地坐標(biāo)值并記錄；

(34)遙控三維激光掃描儀開始掃描，完成以三維激光掃描儀為圓心、 掃描距離為半徑、水平360度、垂直160度的掃描測量并存儲測量信息；

(35)改變RTK移動站1和RTK移動站2的位置，重復(fù)步驟(32)～ (34)，共獲取K站的掃描數(shù)據(jù)，K站掃描數(shù)據(jù)的組合需覆蓋整個預(yù)選陣地，K 為正整數(shù)；

(36)對于K站中每一站的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)RTK移動站1和RTK移動 站2測量值，獲取該站測量位置處的三維激光掃描儀測量坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系 的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將三維激光掃描儀的測量數(shù)據(jù)由三維激光掃描儀測量坐標(biāo) 系轉(zhuǎn)換至大地坐標(biāo)系；然后在大地坐標(biāo)系下，將轉(zhuǎn)換后的K站三維激光掃描儀 的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，得到全局點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

(37)根據(jù)步驟(36)得到的全局點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成全局DEM數(shù)據(jù)；

(4)針對步驟(3)確定的m個全局DEM數(shù)據(jù)，逐個分別執(zhí)行以下相同 的數(shù)據(jù)分析流程，獲取m個陣地的堪選結(jié)果：

(41)將全局DEM數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS系統(tǒng)，使用GIS系統(tǒng)生成天際線， 然后根據(jù)天際線和導(dǎo)入的全局DEM數(shù)據(jù)提取天際線各點(diǎn)的高度，進(jìn)行幾何運(yùn) 算生成遮蔽角數(shù)據(jù)，并根據(jù)遮蔽角數(shù)據(jù)和雷達(dá)參數(shù)生成雷達(dá)陣地遮蔽角圖和雷 達(dá)平面探測范圍圖；使用GIS系統(tǒng)生成觀察點(diǎn)上某方向上的可視線，根據(jù)可視 線和導(dǎo)入的全局DEM數(shù)據(jù)提取可視線各點(diǎn)的高度，生成斷面圖；

(42)確定雷達(dá)反射區(qū)的范圍，計算得到雷達(dá)反射區(qū)的起伏度量化數(shù) 據(jù)；

(43)根據(jù)雷達(dá)類型確定遮蔽角要求，在雷達(dá)陣地遮蔽角圖上判斷雷 達(dá)觀測方向的遮蔽角是否滿足要求；同時根據(jù)起伏度量化數(shù)據(jù)，判定雷達(dá)反射 區(qū)范圍內(nèi)的起伏度是否滿足要求；

(44)將遮蔽角和起伏度同時滿足要求的預(yù)選陣地作為可用雷達(dá)架設(shè) 陣地輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣地堪 選方法，其特征在于：所述遮蔽角θ的計算方法為，θ＝tan^-1[(d₁-h)/d]，其中d₁為 遮蔽物高度，h為雷達(dá)中心高度，d為雷達(dá)架設(shè)站點(diǎn)和遮蔽物的水平距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣 地堪選方法，其特征在于：所述起伏度Δh的計算方法為，Δh＝λd_s/32h，其中λ 為雷達(dá)的工作波長，h為雷達(dá)中心高度，d_s為雷達(dá)架設(shè)站點(diǎn)和起伏地物的水平 距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣 地堪選方法，其特征在于：所述m的取值為2、3或者4。