[发明专利]雷达探测范围的三维图成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达探测领域，尤其是一种雷达探测范围的三维图成像方法。

背景技术

雷达探测范围是指雷达在各个方位角和俯仰角上的最大探测距离。雷达探测范围通常用二维曲线来展现，但是二维曲线不够形象和直观，特别是当雷达探测范围需要在三维地图上展示时。所以需要绘制雷达探测范围的三维图。目前，雷达探测范围的三维图成像方法通常以雷达方程为基础，并结合地形的影响，在三维空间中计算出雷达在不同方位角、俯仰角上的探测距离，再绘制成雷达探测范围的三维图。这类方法通常算法复杂而且计算量庞大，绘制效率很低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种雷达探测范围的三维图成像方法，能够简化三维图的成像过程。

本发明采用的技术方案是：提供一种雷达探测范围的三维图成像方法，所述成像方法包括：根据雷达的俯仰面的空域覆盖范围计算所述俯仰面的方向图函数；获取雷达的最大作用距离，根据所述最大作用距离和所述方向图函数计算雷达探测范围的俯仰截面函数；以雷达为原点，建立x、y、z三维直角坐标系，将所述俯仰截面函数转换到x、z向上的平面直角坐标系中，得到转换函数；将所述转换函数绕z向在雷达的方位覆盖范围内旋转，得到雷达探测范围的三维坐标函数，并根据所述三维坐标函数在x、y、z三维直角坐标系中进行三维图成像。

优选地，所述方向图函数为：

其中，所述空域覆盖范围为俯仰角的取值范围为

优选地，所述俯仰截面函数为：其中，R为最大作用距离。

优选地，所述转换函数的转换公式为：

优选地，所述三维坐标函数的转换公式为：其中，θ为位覆盖范围。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过将雷达在方位角上的探测范围截面图用俯仰面的方向图函数来描述，并根据雷达的方位覆盖范围将雷达探测范围的俯仰截面函数旋转后得到雷达探测范围的三维坐标函数，而俯仰面的方向图函数通常可以用俯仰截面函数来模拟，从而能够简化三维图的成像过程，并且算法简单且计算量小，可以更加高效和快捷地绘制出三维图，可应用于战场态势的图形化显示。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明实施例的雷达探测范围的三维图成像方法的流程示意图。

图2是本发明实施例的雷达探测范围的三维图成像方法得到的转换函数成像后的示意图。

图3是本发明实施例的雷达探测范围的三维图成像方法得到的三维坐标函数成像后的示意图。

图4是本发明实施例的雷达探测范围的三维图成像方法在一个应用场景中进行三维图成像后的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，是本发明实施例的雷达探测范围的三维图成像方法的流程示意图。本发明实施例的三维图成像方法包括以下步骤：

步骤S1：根据雷达的俯仰面的空域覆盖范围计算俯仰面的方向图函数。

其中，俯仰面的方向图函数也就是雷达在某个方位角上的探测范围截面图。在本实施例中，方向图函数采用余弦函数来模拟。假设空域覆盖范围为并令方向图函数为：

其中，俯仰角的取值范围为

步骤S2：获取雷达的最大作用距离，根据最大作用距离和方向图函数计算雷达探测范围的俯仰截面函数。

其中，俯仰截面函数为：R(φ)＝R·F(φ)，其中，R为最大作用距离。

步骤S3：以雷达为原点，建立x、y、z三维直角坐标系，将俯仰截面函数转换到x、z向上的平面直角坐标系中，得到转换函数。

其中，水平面为x、y向上的平面直角坐标系，z向垂直于水平面，并令向上为正向。转换函数按照如下转换公式转换：

其中，为俯仰截面函数与x向的夹角。如图2所示，是转换函数的成像示意图。

步骤S4：将转换函数绕z向在雷达的方位覆盖范围内旋转，得到雷达探测范围的三维坐标函数，并根据三维坐标函数在x、y、z三维直角坐标系中进行三维图成像。

其中，三维坐标函数按照如下转换公式转换：