專利名稱：雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷達(dá)網(wǎng)，特別是涉及一種雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法，應(yīng)用于雷達(dá)網(wǎng)性能評估。
背景技術(shù)：
雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積是衡量雷達(dá)網(wǎng)性能的重要指標(biāo)之一，它的計算結(jié)果也是覆蓋系數(shù)、盲區(qū)系數(shù)等其它指標(biāo)的基礎(chǔ)。現(xiàn)有技術(shù)中一般根據(jù)雷達(dá)方程和干擾方程得到單個雷達(dá)的最大作用距離，進(jìn)而得到雷達(dá)的作用范圍。對于由多個雷達(dá)組成的雷達(dá)網(wǎng)，由于不同雷達(dá)之間的探測范圍可能存在重疊覆蓋 區(qū)域，因此雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積并不能通過簡單地將單個雷達(dá)作用范圍的面積相加得到。同時單個雷達(dá)的探測邊界不一定是規(guī)則的圓形，可能受到外界干擾產(chǎn)生形變，因此無法用簡單的函數(shù)描述探測邊界，從而無法通過解析方式計算雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積。目前雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法主要是網(wǎng)格法，即在雷達(dá)網(wǎng)指定高度層探測平面內(nèi)劃分網(wǎng)格進(jìn)行面積測量，所述網(wǎng)格可以是正方形、圓形、六邊形等形狀。使用網(wǎng)格法測量作用范圍面積的主要算法是蒙特卡洛隨機(jī)算法，即在網(wǎng)格中拋灑隨機(jī)點(diǎn)，判斷該點(diǎn)是否落入覆蓋區(qū)域，如此重復(fù)多次，形成正例反例兩個計數(shù)器，最后求得作用范圍的面積。上述基于蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)格法思路簡潔，但需要產(chǎn)生大量的隨機(jī)點(diǎn)，耗時較長，精度難以保證，難以滿足需要重復(fù)調(diào)用面積算法的工程實(shí)踐。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)格投影的雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法，用以解決當(dāng)前的算法時間消耗較高、精度較低的問題。本發(fā)明所述面積測量方法包括以下步驟數(shù)據(jù)采集步驟設(shè)置采樣密度，向雷達(dá)方程和干擾方程輸入雷達(dá)網(wǎng)基本參數(shù)，獲得雷達(dá)網(wǎng)中每個雷達(dá)在指定高度層上作用范圍的邊界采樣點(diǎn)坐標(biāo)值和最大作用距離；生成網(wǎng)格步驟根據(jù)所得的邊界采樣點(diǎn)和最大作用距離確定網(wǎng)格區(qū)域范圍，設(shè)置網(wǎng)格長度，劃分網(wǎng)格，所述網(wǎng)格區(qū)域能夠包含所有雷達(dá)的邊界采樣點(diǎn)；網(wǎng)格投影步驟為每一個雷達(dá)分配一個網(wǎng)格存儲器，所述網(wǎng)格存儲器是一個行數(shù)與網(wǎng)格區(qū)域垂直方向網(wǎng)格數(shù)目相同的二維表格，在所述網(wǎng)格存儲器的對應(yīng)行中依次記錄各自雷達(dá)的邊界采樣點(diǎn)所在的網(wǎng)格位置；去冗處理步驟對于每一個網(wǎng)格存儲器，設(shè)定一個閾值，當(dāng)網(wǎng)格存儲器中每一行相鄰數(shù)據(jù)之間的差值小于這個閾值時，刪除這些相鄰數(shù)據(jù)，同時計算其平均值，并存儲該平均值；
擬合處理步驟逐行掃描每一個網(wǎng)格存儲器，對網(wǎng)格存儲器的相鄰兩行進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，針對前一行中的每個數(shù)據(jù)，判斷是否能在當(dāng)前行中找到與該數(shù)據(jù)的差值小于去冗處理步驟中所述閾值的數(shù)據(jù)，如果找不到，則在當(dāng)前行中添加前一行的該數(shù)據(jù)；集成處理步驟將擬合處理后得到的所有網(wǎng)格存儲器的數(shù)據(jù)集成到一個總的網(wǎng)格存儲器中，所述總的網(wǎng)格存儲器中每行的數(shù)據(jù)是由所有網(wǎng)格存儲器對應(yīng)行的數(shù)據(jù)經(jīng)過排序組成；網(wǎng)格統(tǒng)計步驟根據(jù)總的網(wǎng)格存儲器計算得到雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積。所述采樣密度，即在360度方向上的采樣點(diǎn)數(shù)，取值范圍最好在72 720之間；所述網(wǎng)格長度I可以通過以下公式確定l = k-—-M;
N其中Ji為圓周率,N為采樣密度，M為雷達(dá)網(wǎng)最小的最大作用距離，k為比例系數(shù)，一般取值在0. OOfO. 9之間；所述第i個雷達(dá)對應(yīng)的閾值Cli可以通過下述公式確定r I j Mi IirMid. =CL--L；
1 M N-I其中Mi為第i部雷達(dá)的最大作用距離，c為比例系數(shù)，一般取值在廣10之間，1=1,…，n,n為雷達(dá)的個數(shù)。相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的測量精度較高，能夠滿足工程實(shí)踐的要求，可靠性好；特別是耗時較短，方便計算各種不同類型的雷達(dá)網(wǎng)的作用范圍的面積。


圖I是本發(fā)明測量雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I所示為本發(fā)明測量雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積的流程圖。步驟一數(shù)據(jù)采集設(shè)采樣密度為N，向雷達(dá)方程和干擾方程輸入雷達(dá)網(wǎng)基本參數(shù)，雷達(dá)網(wǎng)雷達(dá)基本參數(shù)包括雷達(dá)編號Ap雷達(dá)坐標(biāo)Bi、功率Pp類型Ti等，雷達(dá)網(wǎng)干擾機(jī)基本參數(shù)包括干擾機(jī)編號Cj、干擾機(jī)坐標(biāo)Dj、功率Gj、類型Hj等，經(jīng)過計算獲得雷達(dá)網(wǎng)中每個雷達(dá)在指定高度層上作用范圍的邊界采樣點(diǎn)坐標(biāo)值和最大作用距離Mi，其中i=l，…，n，n為雷達(dá)個數(shù)，j = 1，…，m, m為干擾機(jī)個數(shù)。步驟二 生成網(wǎng)格(I)設(shè)比例系數(shù)為k，得到整個雷達(dá)網(wǎng)中最小的最大作用距離M =.進(jìn)一
I=I
2,71
步可以獲得網(wǎng)格長度/ = h j-M，其中n為圓周率，比例系數(shù)k取值一般在0. OOfO. 9之
N
間；
(2)根據(jù)每個雷達(dá)的位置坐標(biāo)和最遠(yuǎn)作用距離，逐一比較，得到整個雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍邊界的最上端Qu、最下端Qd、最左端的值Q1，然后以Qu為基準(zhǔn)確定網(wǎng)格區(qū)域的最上端，以Qd為基準(zhǔn)確定網(wǎng)格區(qū)域的最下端，以Q1為基準(zhǔn)確定網(wǎng)格區(qū)域的最左端，形成一個開口向右的網(wǎng)格區(qū)域，這個網(wǎng)格區(qū)域?qū)欣走_(dá)的邊界采樣點(diǎn)；(3)網(wǎng)格區(qū)域的網(wǎng)格行數(shù)為^Vr =說產(chǎn))，由此，網(wǎng)格區(qū)域中的某一個網(wǎng)格將以其行號和列號予以標(biāo)定；步驟三網(wǎng)格投影為每一個雷達(dá)分配一個NrXN1的網(wǎng)格存儲器，其中N1= a -n,a 一般取值為5 20之間的整數(shù)；根據(jù)采樣點(diǎn)所在網(wǎng)格的行號確定該采樣點(diǎn)在網(wǎng)格存儲器中的行號，再根據(jù)先到先入的原則將采樣點(diǎn)所在網(wǎng)格的列號填入所述網(wǎng)格存儲器中。(I)根據(jù)下式確定采樣點(diǎn)的網(wǎng)格的行號y，其中Ji為采樣點(diǎn)Si的縱坐標(biāo)；
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法，其特征包括以下步驟 數(shù)據(jù)采集步驟設(shè)置采樣密度，向雷達(dá)方程和干擾方程輸入雷達(dá)網(wǎng)基本參數(shù)，獲得雷達(dá)網(wǎng)中每個雷達(dá)在指定高度層上作用范圍的邊界采樣點(diǎn)坐標(biāo)值和最大作用距離； 生成網(wǎng)格步驟根據(jù)所得的邊界采樣點(diǎn)和最大作用距離確定網(wǎng)格區(qū)域范圍，設(shè)置網(wǎng)格長度，劃分網(wǎng)格，所述網(wǎng)格區(qū)域能夠包含所有雷達(dá)的邊界采樣點(diǎn)； 網(wǎng)格投影步驟為每一個雷達(dá)分配一個網(wǎng)格存儲器，所述網(wǎng)格存儲器是一個行數(shù)與網(wǎng)格區(qū)域垂直方向網(wǎng)格數(shù)目相同的二維表格，在所述網(wǎng)格存儲器的對應(yīng)行中依次記錄各自雷達(dá)的邊界采樣點(diǎn)所在的網(wǎng)格位置； 去冗處理步驟對于每一個網(wǎng)格存儲器，設(shè)定一個閾值，當(dāng)網(wǎng)格存儲器中每一行相鄰數(shù)據(jù)之間的差值小于這個閾值時，刪除這些相鄰數(shù)據(jù)，同時計算其平均值，并存儲該平均值； 擬合處理步驟逐行掃描每一個網(wǎng)格存儲器，對網(wǎng)格存儲器的相鄰兩行進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，針對前一行中的每個數(shù)據(jù)，判斷是否能在當(dāng)前行中找到與該數(shù)據(jù)的差值小于去冗處理步驟中所述閾值的數(shù)據(jù)，如果找不到，則在當(dāng)前行中添加前一行的該數(shù)據(jù)； 集成處理步驟將擬合處理后得到的所有網(wǎng)格存儲器的數(shù)據(jù)集成到一個總的網(wǎng)格存儲器中，所述總的網(wǎng)格存儲器中每行的數(shù)據(jù)是由所有網(wǎng)格存儲器對應(yīng)行的數(shù)據(jù)經(jīng)過排序組成； 網(wǎng)格統(tǒng)計步驟根據(jù)總的網(wǎng)格存儲器計算得到雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的面積測量方法，其特征在于數(shù)據(jù)采集步驟中所述采樣密度的取值范圍在在72 720之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的面積測量方法，其特征在于生成網(wǎng)格步驟中所述網(wǎng)格長度I由下述公式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面積測量方法，其特征在于去冗處理步驟中所述閾值由下述公式確定
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)格投影的雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法，在滿足工程實(shí)踐測量精度的要求下，用以解決當(dāng)前的算法時間消耗較高的問題。本發(fā)明所述面積測量方法包括以下步驟數(shù)據(jù)采集；生成網(wǎng)格；網(wǎng)格投影；去冗處理；擬合處理；集成處理；網(wǎng)格統(tǒng)計。本發(fā)明提供的雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積測量方法快捷方便，精度與測量耗時都可以達(dá)到比較滿意的效果，并且其可靠性也較高，可以處理各類樣式的雷達(dá)網(wǎng)指定高度層作用范圍的面積。
文檔編號G01B21/28GK102798370SQ201210213548
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉彥君, 黃金才, 成清, 曹德斌, 廖若彤 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)