[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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子測量領(lǐng)域，涉及一種雷達(dá)陣地的勘測選取方法。

背景技術(shù)

雷達(dá)的探測威力不僅取決于雷達(dá)本身的性能參數(shù)，同時也取決于雷達(dá)陣地 的地理環(huán)境，地物遮蔽、地表反射等因素會導(dǎo)致雷達(dá)的實際波瓣與理想波瓣差 別較大，其中，地物遮蔽會影響雷達(dá)的水平探測范圍，地面反射導(dǎo)致的垂直波 瓣分裂會使雷達(dá)的探測范圍增大或減小，影響雷達(dá)的低空測高精度。

隨著技術(shù)的發(fā)展，新一代雷達(dá)對陣地地形的條件提出了更高的要求，需要 更小的遮蔽角和更大、更平坦的陣地反射面，因此對雷達(dá)陣地的地形勘測及實 際波瓣分析能力提出了更高的要求。

目前，用于雷達(dá)陣地地形測量的手段主要為全站儀+GPS的方式，遮蔽角 測量中主要使用全站儀：在待測地形中，人工判斷出雷達(dá)架設(shè)位置并架設(shè)全站 儀，水平360度每間隔一度進(jìn)行人工觀測，通過調(diào)整全站儀目鏡的傾斜角度， 瞄準(zhǔn)障礙物的最高點，并記錄目鏡傾角，得出遮蔽角。通過測量記錄繪制紙質(zhì) 的雷達(dá)陣地遮蔽角圖，再生成雷達(dá)平面探測范圍圖，分析主要觀測方向的效能 是否符合陣地接收條件的要求。斷面測量中主要使用GPS：在待測地形中，架 設(shè)GPS主站，通過羅盤選定雷達(dá)的主要觀測方向(一般為一個扇區(qū)，范圍比 較大)，理論上在每度方向上需要操作員手持GPS移動站間隔一定距離(理想 狀態(tài)測定到分米級，實際應(yīng)用中，由于工作量大，目前測到5米到10米間隔 的采樣精度)進(jìn)行測量，由于作業(yè)工作量大，一般通過人工判斷，選定1至2 個典型地形角度進(jìn)行跑桿測量，其他角度忽略。通過測量記錄繪制紙質(zhì)的雷達(dá) 陣地斷面圖，再分析雷達(dá)發(fā)射區(qū)的起伏程度是否符合陣地接收條件。

上述測量方法的不足之處在于測量速度慢、數(shù)據(jù)率低，完成一個陣地遮蔽 和主要作戰(zhàn)方向斷面測量就需要1天時間，完成一個陣地地形的精細(xì)測量大約 需要3人*1個月的時間；同時，測量得到的數(shù)據(jù)點稀疏，測量出的地形地貌不 夠精確，無法滿足實際應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于三維激 光掃描儀測量和GIS(地理信息系統(tǒng))空間分析的，測量速度快、數(shù)據(jù)率高、 精度高的雷達(dá)陣地堪選方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于三維激光掃描儀和GIS的雷達(dá)陣地堪 選方法，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；

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)站點和遮蔽物的水平距離。

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)站點和起伏地物的水平距離。

(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)；m的 取值通常為2、3或者4。

(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)；