[发明专利]一种VTS雷达配置信号覆盖优化方法

说明书

一种VTS雷达配置信号覆盖优化方法，包括以下步骤：S1、识别分析雷达信号覆盖范围的影响因素；S2、基于电磁波传播效应、目标障碍物、雷达最大探测距离和目标RCS值模型，构建雷达信号覆盖范围模型；S3、基于所述雷达信号覆盖范围模型绘制雷达信号覆盖范围图像；S4、基于雷达最大探测范围和雷达盲区最小两个选址影响因素，综合运用集合覆盖模型和最大覆盖模型，采取双目标优化方法对VTS雷达站选址问题进行建模；S5、利用遗传算法求解构建的双目标选址模型；S6、基于求解后的双目标选址模型优化VTS雷达配置信号覆盖范围。

技术领域

本发明涉及雷达信号覆盖领域，尤其涉及一种VTS雷达配置信号覆盖优化方法。

背景技术

VTS(船舶交通服务)是保证内河和海上交通安全的重要保障，其中雷达站是VTS系统中最为核心的组成部分之一，雷达站作为雷达的载体和运行场所，其位置的选取，一方面对雷达能够发挥正常功能有着重要影响，另一方面对VTS系统整体功能有着决定性影响，但是目前VTS系统中雷达站的选址、雷达设备配置主要是以人的主观决策为主，缺少科学方法的指导，这会导致相邻雷达站的信号无法完成无缝衔接或雷达信号重复区域较大，而且在许多港口建设中，特别是山脉地形、大型水工建筑物等对雷达信号有遮蔽影响，使其存在一定盲区。因此，构建VTS雷达信号覆盖优化分析模型方法对VTS选址、雷达站设备配置、水工工程建设等有着重要意义。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种VTS雷达配置信号覆盖优化方法，具体采用了如下技术方案：

一种VTS雷达配置信号覆盖优化方法，包括以下步骤：

S1、识别分析雷达信号覆盖范围的影响因素；

S2、基于电磁波传播效应、目标障碍物、雷达最大探测距离和目标RCS值模型，构建雷达信号覆盖范围模型；

S3、基于雷达信号覆盖范围模型绘制雷达信号覆盖范围图像；

S4、基于雷达最大探测范围和雷达盲区最小两个选址影响因素，采取双目标优化方法对VTS雷达站选址问题进行建模；

S5、利用遗传算法求解构建的双目标选址模型；

S6、基于求解后的双目标选址模型优化VTS雷达配置信号覆盖范围。

进一步的，步骤S2中，所述的目标障碍物模型建立方法为：

S21、使用高分辨率相机对目标建筑物采样取景获取细节照片；

S22、在3DS Max进行模拟操作，使用图像处理软件对图像的细节进行处理后保存；具体包括：

(1)外业取景：通过高分辨率相机，对目标建筑物拍摄获取建筑物视景；

(2)数据导入：结合拍摄的像片或航片，导入处理后的CAD矢量线，构建完整建筑模型；

(3)处理纹理：使用图像处理软件对外业像片数据进行内业处理，使相片与建筑物结构相符；

(4)构建三维模型：对压缩模型进行优化处理，删除隐藏面，从而降低模型点、线、面数量，使运算速率进一步提升；

(5)添加模型：将三维模型数据转换为DEM数据，将DEM数据导入电子海图系统并覆盖原有的高程点，实现三维模型的添加。

进一步的，步骤S3中，所述的雷达回波覆盖范围图像绘制方法为：

S31、将DEM数据上的栅格点与屏幕像素点一一对应；

S32、从X轴正方向开始顺时针计算扫描线，计算属于该扫描线上点的坐标(x,y)和所有栅格点的原始坐标(x',y')；若扫描线与y轴正方向的夹角为α，则该扫描线上栅格点的雷达方位角β为：