一种基于三维激光扫描仪和GIS的雷达阵地堪选方法

摘要

一种基于三维激光扫描仪和GIS的雷达阵地堪选方法，采用三维激光扫描仪和便携式举升平台，配套使用RTK、标靶等辅助设备，能够快速、精确的获取阵地三维点云数据，经数据处理后生成高精度DEM数据。在此基础上，使用GIS系统三维空间分析功能的天际线工具生成天际线，然后根据天际线和导入的地形数据提取天际线各点的高度，生成遮蔽角数据，根据遮蔽角数据和雷达参数生成雷达的遮蔽角图和雷达平面探测范围图。使用GIS系统的视线分析工具，生成观察点上某方向上的可视线，根据可视线和导入的地形数据提取可视线各点的高度生成断面图，进行雷达反射区的起伏度分析，得出量化的起伏度数据，并在此基础上优选出适合的雷达阵地架设位置。

主权项

一种基于三维激光扫描仪和GIS的雷达阵地堪选方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据任务设定的雷达观测方向和目标的距离，结合雷达的参数，划定雷达可架设的区域范围并划分为区块，然后根据阵地的接收条件要求，逐个区块的进行遮蔽角分析和起伏度分析，初步选择出符合任务设定要求的雷达架设区块；(2)从步骤(1)选定的雷达架设区块中，按照阵地修建工程的难易程度进行排序，选取出适合作为雷达假设阵地的m个预选阵地，m为正整数；(3)针对步骤(2)确定的m个预选阵地，逐个分别执行以下相同的实地勘测流程，获取m个阵地各自的全局DEM数据：(31)在预选阵地中部、无遮挡的地域架设RTK主站；(32)在预测试的雷达架设点架设举升平台，安装三维激光扫描仪，同时将RTK移动站1与三维激光扫描仪同轴固定，并将举升平台升高至三维激光扫描仪不被遮挡、不影响测量范围的高度；在三维激光扫描仪的测量范围内架设标靶，同时将RTK移动站2与标靶同轴固定；(33)采用RTK移动站1和RTK主站通信，测量出三维激光扫描仪测量坐标系的原点在大地坐标系的坐标值并记录，采用RTK移动站2和RTK主站通信，测量出标靶圆心的大地坐标值并记录；(34)遥控三维激光扫描仪开始扫描，完成以三维激光扫描仪为圆心、扫描距离为半径、水平360度、垂直160度的扫描测量并存储测量信息；(35)改变RTK移动站1和RTK移动站2的位置，重复步骤(32)～(34)，共获取K站的扫描数据，K站扫描数据的组合需覆盖整个预选阵地，K为正整数；(36)对于K站中每一站的扫描数据，根据RTK移动站1和RTK移动站2测量值，获取该站测量位置处的三维激光扫描仪测量坐标系与大地坐标系的坐标转换关系，并将三维激光扫描仪的测量数据由三维激光扫描仪测量坐标系转换至大地坐标系；然后在大地坐标系下，将转换后的K站三维激光扫描仪的测量数据进行拼接，得到全局点云数据；(37)根据步骤(36)得到的全局点云数据生成全局DEM数据；(4)针对步骤(3)确定的m个全局DEM数据，逐个分别执行以下相同的数据分析流程，获取m个阵地的堪选结果：(41)将全局DEM数据导入GIS系统，使用GIS系统生成天际线，然后根据天际线和导入的全局DEM数据提取天际线各点的高度，进行几何运算生成遮蔽角数据，并根据遮蔽角数据和雷达参数生成雷达阵地遮蔽角图和雷达平面探测范围图；使用GIS系统生成观察点上某方向上的可视线，根据可视线和导入的全局DEM数据提取可视线各点的高度，生成断面图；(42)确定雷达反射区的范围，计算得到雷达反射区的起伏度量化数据；(43)根据雷达类型确定遮蔽角要求，在雷达阵地遮蔽角图上判断雷达观测方向的遮蔽角是否满足要求；同时根据起伏度量化数据，判定雷达反射区范围内的起伏度是否满足要求；(44)将遮蔽角和起伏度同时满足要求的预选阵地作为可用雷达架设阵地输出。