[发明专利]机载雷达三维运动场景显示方法

权利要求书

1.一种机载雷达三维运动场景显示方法，包括：

1)根据机载雷达天线的扫描角度步进、扫描角度范围和雷达最大探测距离构建三维场景数字高程模型，初始化雷达回波数据并生成参考平面，生成参考平面是在空间直角坐标系中，以坐标系原点为中心点在X-Z平面位置添加边长为S的正方形面，并对正方形面进行草地纹理贴图映射，生成机载雷达天线扫描波束覆盖范围内的水平面；其中，S为雷达最大探测距离；

2)根据雷达最大探测距离构建三维天空模型并覆盖参考平面，通过旋转模拟天空；构建三维天空模型，按照如下步骤进行：

2a)将X-Z平面边长为S的正方形面均匀分为N行、N列个网格点数据，其中N为奇数；

2b)假设该网格点数据中第c行、第d列点的空间坐标为(x_cd，y_cd，z_cd)，其中c满足0≤c≤N，d满足0≤d≤N，x_cd和z_cd满足以下公式：

根据该点的X轴坐标x_cd和Z轴坐标z_cd对该点的Y轴坐标y_cd进行赋值，使y_cd满足以下公式：

2c)将该网格点数据中的每一个点按照其空间坐标映射到空间直角坐标系中，将每个网格用四边形覆盖，并加载天空纹理贴图映射，形成三维天空模型；

3)接收雷达回波数据,并通过连通性判别识别出其中的地形数据、点目标数据和线目标数据，对地形数据进行平滑处理，并分离出地形数据中的非参考平面点，再用这些非参考平面点对三维场景数字高程模型中对应点的高程数据进行填充；

4)计算三维场景数字高程模型中每个非参考平面点的坡度，并根据坡度设置该点的颜色材料属性值，利用该颜色材料属性值和地面纹理贴图完成三维场景数字高程模型的地面纹理映射，生成有明暗变化的三维地形画面；

5)根据点目标数据在三维场景数字高程模型中的对应点重建点目标模型，根据线目标数据在三维场景数字高程模型中的对应点重建线目标模型，分别以字符形式指示点目标模型和线目标模型的方位角度和距离信息并进行告警，提示飞行员进行规避；重建点目标模型，是通过获取雷达回波数据中的某一点目标数据的空间坐标(x_p，y_p，z_p)，然后在空间直角坐标系中的(x_p，0，z_p)坐标位置处绘制一个高为z_p的三棱锥，完成该点目标模型的重建，具体按如下步骤进行：

5a)获取雷达回波数据中某一线目标数据(a₀，a₁，a₂，a₃，x_start，y_start，z_start，x_end，y_end，z_end，L_length)，其中(a₀，a₁，a₂，a₃)为线目标4个不同的拟合系数，(x_start，y_start，z_start)为线目标起始端点的空间坐标，(x_end，y_end，z_end)为线目标终止端点的空间坐标，L_length为线目标在X-Z平面投影线段的长度；

5b)根据线目标在X-Z平面投影线段的长度L_length将该线目标分割为L个离散点：

若L_length＜2048，则L＝L_length，

若L_length＞2048，则L＝2048；

5c)假设线目标L个离散点中第k个离散点的空间坐标为(x_k，y_k，z_k)，则按如下公式计算x_k、y_k和z_k的值：

5d)在空间直角坐标系中将L个离散点按顺序连接，将线目标坐标为(x_start，y_start，z_start)的起始端点和坐标为(x_start，0，z_start)的点相连，将线目标坐标为(x_end，y_end，z_end)的终止端点和坐标为(x_end，0，z_end)的点相连，完成线目标模型重建；

6)将三维地形画面上的点按照与飞机水平距离由近及远划分为9个区域并分别着色后，绘制在三维场景数字高程模型的水平侧视图和垂直俯视图中，以不同角度显示地形数据、点目标数据和线目标数据的空间分布状况；

7)接收飞机状态数据，根据状态数据绘制二维数字仪表，并将该数字仪表与三维地形画面、点目标模型、线目标模型、水平侧视图和垂直俯视图进行叠加显示，直观的向飞行员显示飞机的飞行状态；

8)重复步骤3)～步骤7)，随飞机运动实时更新显示画面，完成三维运动场景显示。