大区域多尺度雷达遮蔽角计算关键技术研究与实现

论文摘要

雷达阵地遮蔽角测量是通视分析在军事上的典型应用。对雷达阵地遮蔽角自动测量关键技术研究,特别是在大规模数据支撑下做大区域多尺度雷达阵地遮蔽角分析,有助于大幅度提升部队信息化战斗力,有助于GIS通视分析等基础性研究的深入和拓展,具有重要理论价值和实践意义。本文对数据和算法两个层次的关键技术进行研究和实现。数据层次。使用顾及地性线的等高线数据生成规则格网DEM算法获取DEM数据。结合计算过程中数据调度频繁、数据规模庞大等特点,基于金字塔模型,设计了四叉树管理和组织DEM数据方案,并给出传统分幅方式向四叉树分幅方式转换的步骤和算法。算法层次。将雷达阵地遮蔽角计算划分为结果优先模式、精度优先模式和平衡优先模式三种类型,在三种模式下实现多尺度数据自动调度。常见通视分析算法LOS算法存在计算量大、冗余计算多等缺点。本文基于离散条件下LOS算法计算特征,考虑到相邻探测方向之间存在格网点重合,创新性地引入优化矩阵,改进LOS算法,大大减少了冗余计算,提升了运行效率。基于上述内容,以1:100万,1:25万,1:5万等系列比例尺等高线数据为基础,生成DEM并采用四叉树组织方式重新组织,采用改进LOS算法,实现了雷达阵地遮蔽角自动测量系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景和意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 大规模数据组织研究现状及存在的问题
• 1.2.2 通视分析算法研究现状及存在的问题
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 大区域多尺度雷达阵地遮蔽角计算原理
• 2.1 雷达阵地遮蔽角与通视分析
• 2.2 数字地形模型
• 2.2.1 DTM和DEM
• 2.2.2 DEM的主要表示模型
• 2.2.2.1 规则格网模型
• 2.2.2.2 等高线模型
• 2.2.2.3 不规则三角网模型
• 2.3 大区域多尺度数据组织
• 2.3.1 大区域与多尺度
• 2.3.2 金字塔模型与四叉树结构
• 2.4 基于规则格网DEM的通视分析LOS算法
• 2.4.1 沿LOS计算高度方法
• 2.4.2 最大斜率法
• 2.4.3 剖面图差积法
• 2.4.4 其他改进算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 大区域多尺度数据获取与组织
• 3.1 DEM数据获取主要来源
• 3.1.1 影像
• 3.1.2 地形图
• 3.1.3 地面本身及其他数据源
• 3.1.4 各种数据源对比
• 3.2 由等高线获取DEM数据算法流程
• 3.2.1 由数字化等高线获取地性线
• 3.2.2 兼顾地形特征的TIN建模
• 3.2.3 TIN到规则格网的转换
• 3.3 DEM数据多尺度组织方式
• 3.3.1 DEM数据格式设计
• 3.3.2 系列比例尺地图数据组织模式
• 3.3.3 多尺度数据组织原则
• 3.3.4 多尺度数据的分辨率设计
• 3.3.5 多尺度数据的级别设计
• 3.3.6 多尺度数据的范围设计
• 3.3.7 多尺度数据的整体设计
• 3.3.8 四叉树数据组织的实现
• 3.3.8.1 传统DEM分幅方式向四叉树分幅方式转换
• 3.3.8.2 较低级别四叉树数据生成
• 3.4 本章小结
• 第四章 雷达阵地遮蔽角计算方法
• 4.1 单视点雷达阵地遮蔽角分析三种计算模式
• 4.1.1 结果优先模式
• 4.1.2 精度优先模式
• 4.1.3 平衡计算模式
• 4.2 基于LOS算法单视点雷达阵地遮蔽角分析
• 4.2.1 数据尺度自动选择
• 4.2.2 求雷达实际坐标
• 4.2.3 根据雷达坐标求相对位置
• 4.2.4 DEM数据文件读取
• 4.2.5 地球曲率及大气折光差改正
• 4.2.6 参考面计算
• 4.2.7 最大遮蔽角计算和可视域分析实现
• 4.3 对LOS算法的思考及改进
• 4.4 基于改进LOS（ALOS）算法的单视点雷达阵地遮蔽角分析
• 4.4.1 八区域划分
• 4.4.2 优化数据生成
• 4.4.3 最大雷达遮蔽角计算
• 4.5 实验对比及实验结论
• 4.5.1 算法运行效率实验
• 4.5.2 实验结论
• 4.5.3 算法正确性实验
• 4.5.4 实验结论
• 4.6 多视点雷达阵地遮蔽角分析
• 4.6.1 多视点雷达阵地遮蔽角分析算法流程
• 4.6.2 多视点雷达阵地遮蔽角分析实现
• 4.7 本章小结
• 第五章 雷达阵地遮蔽角自动测量系统设计与实现
• 5.1 系统总体结构与系统主要功能模块
• 5.1.1 数据处理模块
• 5.1.2 遮蔽角分析模块
• 5.1.3 可视化模块
• 5.1.4 外围功能模块
• 5.2 系统实现
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要成果及创新点
• 6.2 不足之处与展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 一、作者简历
• 二、攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 三、攻读硕士学位期间的科研情况
• 致谢