一种结合GIS的民航雷达设备累计水平遮蔽角分析方法与流程

本发明属于民航雷达设备，具体涉及一种结合gis的民航雷达设备累计水平遮蔽角分析方法。

背景技术：

1、空管通信导航监视设备周边电磁环境保护，作为保证空管运行的关键基础，影响飞行安全和运行效率。

2、空管监视雷达，可在有效覆盖范围内测定和显示航空器方位、距离信息，监视终端和近进管制空域内航空器的运行。其探测范围受视距、发射功率和地形地物等因素限制，地形地物对无线电信号的反射和遮挡，将直接影响雷达的空域覆盖能力。因此，在mh/t4003.2“民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范 第2部分：监视”中，对雷达台站场地保护区遮蔽限制提出了明确要求，即单体（或密集）障碍物相对于台站的垂直遮蔽角和水平遮蔽角不允许同时超过允许范围。

3、由于雷达台站场地保护区覆盖范围广，遮蔽限制抽象，还需考虑累计影响，审核方判断障碍物是否满足雷达场地保护区遮蔽限制要求十分困难，目前依托人工手动计算，效率低下，且容易计算失误，在保护区内障碍物日益增多的情况下，雷达场地保护区遮蔽限制的累计水平角的计算难度越来越大。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种结合gis的民航雷达设备累计水平遮蔽角分析方法，以至少解决上述部分技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明公开的一种结合gis的民航雷达设备累计水平遮蔽角分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、步骤一、计算每个障碍物相对于台站的垂直遮蔽角，并筛选出垂直遮蔽角大于0.25°的障碍物集合；

5、步骤二、合并障碍物集合 o0中相对于台站存在遮蔽重合的障碍物以得到互不遮蔽障碍物集合；

6、步骤三、在上述互不遮蔽障碍物集合中，判断在雷达台站任意15°区间内障碍物累计水平遮蔽角是否超过1.5°或在雷达台站任意45°范围内障碍物累计水平遮蔽角是否超过3.0°，

7、若在雷达台站任意15°区间内障碍物累计水平遮蔽角超过1.5°或在雷达台站任意45°区间内障碍物累计水平遮蔽角超过3.0°，则判定上述互不遮蔽障碍物集合不满足台站遮蔽限制要求，

8、若在雷达台站任意15°区间内障碍物累计水平遮蔽角未超过1.5°且在雷达台站任意45°区间内障碍物累计水平遮蔽角未超过3.0°，则判定上述互不遮蔽障碍物集合满足台站遮蔽限制要求。

9、本发明的部分实施方案中，在所述步骤一中，采用如下公式计算每个障碍物相对于台站的垂直遮蔽角：

10、；

11、其中， bi为障碍物海拔高度，单位为米； hr为台站坐标点地势高度，单位为米； ht台站天线高度，单位为米； di为障碍物距台站距离，单位为千米， di最大值为30km。

12、本发明的部分实施方案中，在所述步骤二中，先判断步骤一中所筛选出障碍物集合 o0中障碍物之间是否存在相互遮挡；若存在相互遮挡，则将相互遮挡障碍物合并成一个障碍物，再将合并的障碍物与判断过程中不存在遮挡的障碍物共同形成互不遮蔽障碍物集合。

13、本发明的部分实施方案中，判断障碍物之间是否存在相互遮挡时，障碍物相对于台站的起止方位角分别为 θ水平start和 θ水平end，则两个障碍物 oa、 ob根据如下方法判断相互间是否存在遮挡：

14、关系1、如 θ水平aend< θ水平bstart，或 θ水平astart> θ水平bend，则障碍物 oa和障碍物 ob不存在遮挡；

15、关系2、如 θ水平astart< θ水平bstart，且 θ水平aend> θ水平bstart，且 θ水平aend< θ水平bend，则障碍物 oa和障碍物 ob存在部分遮挡；

16、关系3、如 θ水平astart< θ水平bstart，且 θ水平aend> θ水平bend，则障碍物 oa和障碍物 ob完全重叠遮挡；

17、其中 θ水平astart、 θ水平aend分别表示障碍物 oa相对于台站的起止方位角，

18、 θ水平bstart、 θ水平bend分别表示障碍物 ob相对于台站的起止方位角。

19、本发明的部分实施方案中，关系2中障碍物 oa和障碍物 ob存在部分遮挡，需将其合并成一个障碍物，并且合并后障碍物的 θ合并水平start= θ水平astart、 θ合并水平end= θ水平bend；

20、关系3中障碍物 oa和障碍物 ob存在重叠遮挡，需将其合并成一个障碍物，并且合并后障碍物的 θ合并水平start= θ水平astart、 θ合并水平end= θ水平aend；

21、其中 θ合并水平start、 θ合并水平end分别表示合并后障碍物相对于台站的起止方位角。

22、本发明的部分实施方案中，在所述步骤三中，计算出中的障碍物相对于台站的覆盖角度 θ夹角和相对于台站的累计水平遮蔽角 θ累计水平，

23、（1） 若 θ夹角<15°且 θ累计水平>1.5°，则互不遮蔽障碍物集合不满足台站遮蔽限制要求；若 θ夹角<15°且 θ累计水平≤1.5°，则互不遮蔽障碍物集合满足台站遮蔽限制要求；

24、（2） 若 θ夹角≥15°，并且在雷达台站任意15°区间内障碍物累计水平遮蔽角 θ累计水平>1.5°，则互不遮蔽障碍物集合不满足台站遮蔽限制要求；

25、（3） 若 θ夹角≥15°，并且在雷达台站任意15°区间内障碍物累计水平遮蔽角 θ累计水平<1.5°，则判断在雷达台站任意45°区间内障碍物累计水平遮蔽角 θ累计水平是否超过3.0°；若超过3.0°则互不遮蔽障碍物集合不满足台站遮蔽限制要求，若未超过3.0°则互不遮蔽障碍物集合满足台站遮蔽限制要求。

26、本发明的部分实施方案中，覆盖角度 θ夹角的计算公式如下：

27、 θ夹角 =θ水平iend- θ水平1start；

28、其中， θ水平iend为互不遮蔽障碍物集合中第 i个障碍物相对于台站的终止方位角， θ水平1start为互不遮蔽障碍物集合中第1个障碍物相对于台站的起始方位角。

29、本发明的部分实施方案中，累计水平遮蔽角 θ累计水平的计算公式如下：

30、 θ累计水平=∑ θ水平i，

31、其中 θ水平i为互不遮蔽障碍物集合中第 i个障碍物相对于台站的水平遮蔽角，其计算公式如下：

32、 θ水平i= θ水平iend- θ水平istart；

33、其中， θ水平istart 、θ水平iend分别为互不遮蔽障碍物集合中第 i个障碍物相对于台站的起止方位角。

34、本发明的部分实施方案中，判断任意区间内障碍物累计水平遮蔽角 θ累计水平是否超出目标度数，需要在中，以每一个障碍物 oi的起始方位角 θ水平istart作为区间的起始方位角 θ区间start，以上述起始方位角 θ水平istart加15°或45°作为区间的终止方位角 θ区间end，并且在方位角区间内采用如下计算式对障碍物的累计水平遮蔽角θ累计水平进行计算：

35、 ；

36、其中，在雷达台站任意区间为15°区间时，式中“15or45”取值15；在雷达台站任意区间为45°区间时，式中“15or45”取值45；

37、 θ水平1end为互不遮蔽障碍物集合中第1个障碍物相对于台站的终止方位角；

38、 θ水平i为互不遮蔽障碍物集合中第 i个障碍物相对于台站的水平遮蔽角。

39、本发明的部分实施方案中，若障碍物 oi的 θ水平iend< θ区间end，则

40、；

41、若障碍物 oi的 θ水平istart< θ区间end，且 θ水平iend≥ θ区间end，则

42、，并在此区间内以 θ区间start为起始角的障碍物区间累计水平遮蔽角 θ累计水平相加完毕；

43、若障碍物 oi的 θ水平istart≥ θ区间end，则在此区间内，该障碍物不参与累计遮蔽角计算，以 θ区间start为起始角的障碍物区间累计水平遮蔽角 θ累计水平相加完毕；

44、当计算中出现 θ累计水平>1.5°或 θ累计水平>3°时，则判定该互不遮蔽障碍物集合不满足台站遮蔽限制要求，若计算直到最后一个障碍物也未出现 θ累计水平>1.5°或 θ累计水平>3°时，则判定该互不遮蔽障碍物集合满足台站遮蔽限制要求。

45、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

46、本发明方法能够快速判断多障碍物是否满足雷达标准要求，提升审核方审核效率，减轻审核压力，保障雷达台站安全运行。