[發明專利]一種車載雷達散射特性測量區域地形生成方法

有效

• 申請號: 201911069056.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110954877B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 張浙東;張玉石;張金鵬;夏曉云;許心瑜;黎鑫;趙鵬;尹志盈;朱秀芹;尹雅磊;余運超;李善斌;萬晉通;李慧明
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉

1.一種車載雷達散射特性測量區域地形生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)激光測距儀與雷達天線中心波束指向一致性設計：

(11)雷達收發天線分離：

雷達天線A、雷達天線B和激光測距儀安裝在同一水平面上，雷達天線A和雷達天線B間只需留下激光測距儀的安裝位置，R_j是某一入射角θ對應的地面與激光測距儀之間的距離，與雷達天線A、雷達天線B中心波束對應的距離一致；

(12)雷達收發天線共用：

雷達天線與激光測距儀安裝在同一水平面上且相鄰，在某一入射角θ下，雷達天線中心波束對應的距離與激光測距儀測量的距離一樣，都為R_j；

(2)雷達波束照射區域地形生成：

(21)激光測距儀測量距離：

在指定入射角的情況下，自動多次測量，測量的距離分別記為R_θ1,R_θ2,...,R_θk,k＞1，然后對獲取的距離求平均，某一入射角θ對應的距離R_θj如下式：

(22)計算某一入射角θ對應的地形起伏值h：

以雷達的架設地作為基準面，計算地形的起伏值h，假定雷達天線相對基準面的高度為H，在某一入射角θ下，激光測距儀測量的距離R_θj，地形起伏高度為h，并假定入射余角為其關系式如下：

(23)雷達波束照射區域地形測量：

雷達波束照射區域分為圓形地形區域與方形地形區域兩種；

(231)圓形地形測量：

以雷達架設地O為原點，選定某一方位角為起始方位角，起始方位角包括正北或正東，按逆時針或順時針進行測量，方位角的步長為等間隔且小于等于5°，在某一方位角的情況下，入射角也按小于等于5°的步長進行測量；

(232)方形地形測量：

以雷達架設地O為原點，選定某一方位角雷達沿方位角按一定的步長L進行架設，同時按小于等于5°入射角步長進行測量；

(24)雷達波束測量區域插值方法：

(241)圓形測量區域地形生成插值方法：

采用圓弧方向一維插值法，假定h_i,j，h_i,j+1為相鄰同入射角的兩個樣本點，在這兩點之間插值3個點，設這3個點地形高度為z₁，z₂，z₃，具體算法如下：

由最鄰近的4個點為h_i,j，h_i+1,j，h_i,j+1，h_i+1,j+1組成的扇區分成4個均勻的小扇區；

插值后的x_q，y_q，z_q坐標生成的具體方法如下：

第一步：依據圓弧方向一維插值法生成r和z_q，然后按照一定的步長生成θ；

第二步：采用MATLAB中的meshgrid函數生成極坐標tt，rr；

[tt,rr]＝meshgrid(θ,r)

第三步：采用MATLAB中的pol2cart函數生成直角坐標x_q和y_q；

[x_q,y_q]＝pol2cart(tt,rr)

在地形圖顯示過程中，取像素所在的小扇區左上方的插值數據作為顯示灰度值；

(242)方形區域地形生成插值方法：

采用MATLAB中的interp2二維插值方法，其函數形式為z_q＝interp2(x,y,z,x_q,y_q,'Method')，其中，x和y為原有的數據點坐標，z為地形高度值h；x_q和y_q為插值后的坐標點，z_q為插值的地形高度；Method是設置的插值方法，這里采用鄰近點插值法Nearest，x、y、z、x_q以及y_q的值如下：

(25)測量區域地形生成：

地形生成方法采用MATLAB中的surf函數，將x_q、y_q、z_q代入surf繪制得到測量區域地形圖，具體使用方法為：

surf(x_q,y_q,z_q)。