基于三維地理信息的VTS雷達(dá)信號覆蓋研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，沿海及沿江城市迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇，港口水域的交通態(tài)勢也越來越復(fù)雜，主要表現(xiàn)在沿江或沿海地段的高層建筑、碼頭、跨江或跨海橋梁數(shù)量較之前有了明顯增加，同時(shí)，港口水域的船舶交通流密度也逐漸增大，船舶呈現(xiàn)出向船型大型化、貨種多樣化、船況復(fù)雜化的方向發(fā)展，這使得水上交通安全監(jiān)管的形勢變得更加嚴(yán)峻。船舶交通服務(wù)（VTS）作為一種保障水上交通安全監(jiān)管的有效措施，目前已經(jīng)被我國各大港口海事系統(tǒng)采用。然而

2、，港口水域的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與VTS雷達(dá)站的建設(shè)也面臨了一些新的問題：
　　1）在已建VTS雷達(dá)站附近新建大型橋梁等建筑，會在一定程度上對VTS雷達(dá)的安全監(jiān)管帶來影響，如橋梁會在一定程度上對雷達(dá)信號造成遮擋，此時(shí)，若有船舶恰好行駛在被遮擋區(qū)域，則VTS不能實(shí)現(xiàn)對船舶的監(jiān)控，為船舶安全航行帶來安全隱患。
　　2）在VTS雷達(dá)站附近水域，可能出于安全監(jiān)管的需要，需要新建VTS雷達(dá)站，如何在建站備選地址中選出最合適的地址以保證VTS雷達(dá)站

3、的利用效率最高并節(jié)省資源，也成為VTS建站人員面臨的難題。
　　為了有效的解決上述問題，本文提出基于三維GIS對VTS雷達(dá)站的信號進(jìn)行模擬，以確定盲區(qū)范圍。具體工作為：首先，對VTS雷達(dá)的工作原理進(jìn)行分析，提出本文研究的重點(diǎn)是遮蔽盲區(qū)，在對雷達(dá)波的傳播特性進(jìn)行分析后，提出了利用光線追蹤算法來實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)探測過程的模擬；其次，通過對雷達(dá)模擬中三維GIS需要考慮的主要因素進(jìn)行分析，建立包含橋梁及水工建筑尺寸數(shù)據(jù)和地形數(shù)字高程的三維GIS

4、數(shù)據(jù)庫；再次，通過對模擬仿真所要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行分析，在Windows操作系統(tǒng)下調(diào)用MFC類庫函數(shù)，并結(jié)合OpenGL繪圖類，運(yùn)用C++編程建立軟件仿真系統(tǒng)；最后，以武漢VTS中心大橋雷達(dá)站為仿真對象，對該VTS雷達(dá)站雷達(dá)信號覆蓋情況的模擬。
　　通過建立武漢VTS中心大橋雷達(dá)站監(jiān)控區(qū)域的三維地理信息模型，運(yùn)用軟件系統(tǒng)對該區(qū)域進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)了對該雷達(dá)站監(jiān)控范圍的圖形化再現(xiàn)，并指出了該雷達(dá)站可能存在的盲區(qū)位置，提出了安裝CCTV和在附