专利名称：雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法
技术领域：
本发明涉及一种雷达网，特别是涉及一种雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法，应用于雷达网性能评估。
背景技术：
雷达网指定高度层作用范围的面积是衡量雷达网性能的重要指标之一，它的计算结果也是覆盖系数、盲区系数等其它指标的基础。现有技术中一般根据雷达方程和干扰方程得到单个雷达的最大作用距离，进而得到雷达的作用范围。对于由多个雷达组成的雷达网，由于不同雷达之间的探测范围可能存在重叠覆盖 区域，因此雷达网指定高度层作用范围的面积并不能通过简单地将单个雷达作用范围的面积相加得到。同时单个雷达的探测边界不一定是规则的圆形，可能受到外界干扰产生形变，因此无法用简单的函数描述探测边界，从而无法通过解析方式计算雷达网指定高度层作用范围的面积。目前雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法主要是网格法，即在雷达网指定高度层探测平面内划分网格进行面积测量，所述网格可以是正方形、圆形、六边形等形状。使用网格法测量作用范围面积的主要算法是蒙特卡洛随机算法，即在网格中抛洒随机点，判断该点是否落入覆盖区域，如此重复多次，形成正例反例两个计数器，最后求得作用范围的面积。上述基于蒙特卡洛实验的网格法思路简洁，但需要产生大量的随机点，耗时较长，精度难以保证，难以满足需要重复调用面积算法的工程实践。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种基于网格投影的雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法，用以解决当前的算法时间消耗较高、精度较低的问题。本发明所述面积测量方法包括以下步骤数据采集步骤设置采样密度，向雷达方程和干扰方程输入雷达网基本参数，获得雷达网中每个雷达在指定高度层上作用范围的边界采样点坐标值和最大作用距离；生成网格步骤根据所得的边界采样点和最大作用距离确定网格区域范围，设置网格长度，划分网格，所述网格区域能够包含所有雷达的边界采样点；网格投影步骤为每一个雷达分配一个网格存储器，所述网格存储器是一个行数与网格区域垂直方向网格数目相同的二维表格，在所述网格存储器的对应行中依次记录各自雷达的边界采样点所在的网格位置；去冗处理步骤对于每一个网格存储器，设定一个阈值，当网格存储器中每一行相邻数据之间的差值小于这个阈值时，删除这些相邻数据，同时计算其平均值，并存储该平均值；
拟合处理步骤逐行扫描每一个网格存储器，对网格存储器的相邻两行进行数据比较，针对前一行中的每个数据，判断是否能在当前行中找到与该数据的差值小于去冗处理步骤中所述阈值的数据，如果找不到，则在当前行中添加前一行的该数据；集成处理步骤将拟合处理后得到的所有网格存储器的数据集成到一个总的网格存储器中，所述总的网格存储器中每行的数据是由所有网格存储器对应行的数据经过排序组成；网格统计步骤根据总的网格存储器计算得到雷达网指定高度层作用范围的面积。所述采样密度，即在360度方向上的采样点数，取值范围最好在72 720之间；所述网格长度I可以通过以下公式确定l = k-—-M;
N其中Ji为圆周率,N为采样密度，M为雷达网最小的最大作用距离，k为比例系数，一般取值在0. OOfO. 9之间；所述第i个雷达对应的阈值Cli可以通过下述公式确定r I j Mi IirMid. =CL--L；
1 M N-I其中Mi为第i部雷达的最大作用距离，c为比例系数，一般取值在广10之间，1=1,…，n,n为雷达的个数。相对于现有技术而言，本发明具有下列优点本发明的测量精度较高，能够满足工程实践的要求，可靠性好；特别是耗时较短，方便计算各种不同类型的雷达网的作用范围的面积。
图I是本发明测量雷达网指定高度层作用范围的面积的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I所示为本发明测量雷达网指定高度层作用范围的面积的流程图。步骤一数据采集设采样密度为N，向雷达方程和干扰方程输入雷达网基本参数，雷达网雷达基本参数包括雷达编号Ap雷达坐标Bi、功率Pp类型Ti等，雷达网干扰机基本参数包括干扰机编号Cj、干扰机坐标Dj、功率Gj、类型Hj等，经过计算获得雷达网中每个雷达在指定高度层上作用范围的边界采样点坐标值和最大作用距离Mi，其中i=l，…，n，n为雷达个数，j = 1，…，m, m为干扰机个数。步骤二 生成网格(I)设比例系数为k，得到整个雷达网中最小的最大作用距离M =.进一
I=I
2,71
步可以获得网格长度/ = h j-M，其中n为圆周率，比例系数k取值一般在0. OOfO. 9之
N
间；
(2)根据每个雷达的位置坐标和最远作用距离，逐一比较，得到整个雷达网指定高度层作用范围边界的最上端Qu、最下端Qd、最左端的值Q1，然后以Qu为基准确定网格区域的最上端，以Qd为基准确定网格区域的最下端，以Q1为基准确定网格区域的最左端，形成一个开口向右的网格区域，这个网格区域将包含所有雷达的边界采样点；(3)网格区域的网格行数为^Vr =说产)，由此，网格区域中的某一个网格将以其行号和列号予以标定；步骤三网格投影为每一个雷达分配一个NrXN1的网格存储器，其中N1= a -n,a 一般取值为5 20之间的整数；根据采样点所在网格的行号确定该采样点在网格存储器中的行号，再根据先到先入的原则将采样点所在网格的列号填入所述网格存储器中。(I)根据下式确定采样点的网格的行号y，其中Ji为采样点Si的纵坐标；
权利要求
1.一种雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法，其特征包括以下步骤 数据采集步骤设置采样密度，向雷达方程和干扰方程输入雷达网基本参数，获得雷达网中每个雷达在指定高度层上作用范围的边界采样点坐标值和最大作用距离； 生成网格步骤根据所得的边界采样点和最大作用距离确定网格区域范围，设置网格长度，划分网格，所述网格区域能够包含所有雷达的边界采样点； 网格投影步骤为每一个雷达分配一个网格存储器，所述网格存储器是一个行数与网格区域垂直方向网格数目相同的二维表格，在所述网格存储器的对应行中依次记录各自雷达的边界采样点所在的网格位置； 去冗处理步骤对于每一个网格存储器，设定一个阈值，当网格存储器中每一行相邻数据之间的差值小于这个阈值时，删除这些相邻数据，同时计算其平均值，并存储该平均值； 拟合处理步骤逐行扫描每一个网格存储器，对网格存储器的相邻两行进行数据比较，针对前一行中的每个数据，判断是否能在当前行中找到与该数据的差值小于去冗处理步骤中所述阈值的数据，如果找不到，则在当前行中添加前一行的该数据； 集成处理步骤将拟合处理后得到的所有网格存储器的数据集成到一个总的网格存储器中，所述总的网格存储器中每行的数据是由所有网格存储器对应行的数据经过排序组成； 网格统计步骤根据总的网格存储器计算得到雷达网指定高度层作用范围的面积。
2.根据权利要求I所述的面积测量方法，其特征在于数据采集步骤中所述采样密度的取值范围在在72 720之间。
3.根据权利要求I或2所述的面积测量方法，其特征在于生成网格步骤中所述网格长度I由下述公式确定
4.根据权利要求3所述的面积测量方法，其特征在于去冗处理步骤中所述阈值由下述公式确定
全文摘要
本发明提供一种基于网格投影的雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法，在满足工程实践测量精度的要求下，用以解决当前的算法时间消耗较高的问题。本发明所述面积测量方法包括以下步骤数据采集；生成网格；网格投影；去冗处理；拟合处理；集成处理；网格统计。本发明提供的雷达网指定高度层作用范围的面积测量方法快捷方便，精度与测量耗时都可以达到比较满意的效果，并且其可靠性也较高，可以处理各类样式的雷达网指定高度层作用范围的面积。
文档编号G01B21/28GK102798370SQ201210213548
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者刘彦君, 黄金才, 成清, 曹德斌, 廖若彤 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学