基于分段插值的雷达遮蔽角绘图的研究和实现

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航空器的低空突防已经成为现代战争中对地攻击的典型方式,防空雷达由于受到地物的遮挡,无法对低空目标连续跟踪。所以,掌握雷达站址周边遮蔽物情况,绘制雷达遮蔽角图,推算特定高度目标在遮蔽条件下的雷达探测距离和防空导弹杀伤区大小,是防空作战指挥的一项重要工作。目前,部队人员进行遮蔽角测量主要使用可靠性较高的光学测量方式,但是在遮蔽角图的绘制方式上仍使用落后的手工作业,绘图效率低且精度较差,迫切需要开发出基于光学测量的精确的遮蔽角图自动绘制软件。本文阐述了遮蔽角的概念,分析了遮蔽角对雷达探测和防空导弹杀伤区的约束程度,论述了遮蔽角图对防空作战的重要参考意义。然后分析了遮蔽物轮廓线的特征,结合光学遮蔽角测量中拐点测量和起伏点测量的取点方式的不同,研究并提出使用分段插值法可以较好地解决遮蔽物轮廓线的拟合问题。深入研究了数据建模中几种常用的插值方法后,本文主要做了两项研究:1.提出在拐点测量方式下使用分段三次Hermite插值曲线可以最优的拟合的遮蔽物轮廓线。2.在起伏点测量方式下,构造出了专用的分段多项式积分曲线,能按照曲度k值的大小,绘制出不同弯曲程度的单调曲线,适应于拟合每两测量点间的遮蔽物轮廓线。最后,在Matlab环境中对这种分段插值曲线算法进行实现,并基于.Net开发平台和GDI+图形接口进行了遮蔽角图绘制软件的开发。将软件分为数据操作模块、曲线计算模块和绘图查询模块进行设计,满足了不同测量方式下曲线的平滑计算,实现了雷达遮蔽角图、雷达探测范围图和杀伤区远界图的自动绘制,还具备了滑动标尺查询功能和图形高质量输出等实用功能。通过实地测量实验,测试了遮蔽角绘制软件的功能和性能都满足了实际作战的需求,实现了预期设计所有功能,发挥了较好的参考作用,能有效的提高防空作战指挥效能。
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