導(dǎo)航雷達(dá)雨雪粒子的數(shù)學(xué)模型及模擬.pdf

1、隨著國(guó)際海航運(yùn)輸事業(yè)的日益壯大，海上運(yùn)輸線已經(jīng)成為每個(gè)國(guó)家賴以生存和發(fā)展的一條生命線，在海上運(yùn)輸事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，如何保證船舶能夠安全高效的在海上航行，已經(jīng)成為每一個(gè)航海工作人員密切關(guān)注的話題。雖然現(xiàn)在很多現(xiàn)代化的船只上都安裝了各類優(yōu)秀的通信導(dǎo)航設(shè)備來(lái)輔助船舶航行，但是每年仍然還有很多的船舶航行安全事故，造成了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人員傷亡。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在惡劣天氣條件下，船舶航行的事故發(fā)生率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常情況下船舶航行的事故發(fā)

2、生率。隨著計(jì)算機(jī)等一系列相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)航雷達(dá)模擬器以其成本低、測(cè)試周期短、風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)被雷達(dá)研究人員用來(lái)對(duì)船舶航行的各類情況進(jìn)行模擬，力求能夠減少船舶駕駛員在惡劣天氣條件下對(duì)雷達(dá)回波錯(cuò)誤的判定所導(dǎo)致的船舶航行事故。
　　本文從雨雪粒子的真實(shí)雷達(dá)回波出發(fā)，結(jié)合A型雷達(dá)顯示器中雷達(dá)接收機(jī)接收到的雷達(dá)回波圖像，通過(guò)對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)強(qiáng)度的分析得出雨雪粒子的分布特征。在建立數(shù)學(xué)模型方面，通過(guò)對(duì)正態(tài)概率密度分布函數(shù)、瑞利概率密度分布函數(shù)、威

3、布爾概率分布密度函數(shù)的分析與仿真，對(duì)比真實(shí)雷達(dá)回波圖像，確立了使用這三種概率密度分布函數(shù)來(lái)模擬雨雪粒子分布情況的可行性，并使用粒子系統(tǒng)理論建立模型分析雨雪粒子的分布。在雷達(dá)模擬器的實(shí)現(xiàn)部分，主要有兩個(gè)步驟，一為雷達(dá)文件系統(tǒng)的建立與系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，二為雷達(dá)模擬圖像的顯示實(shí)現(xiàn)。在有關(guān)雷達(dá)文件系統(tǒng)建立的章節(jié)中，詳細(xì)介紹了本文所模擬出來(lái)的雨雪粒子是如何一步一步的生成粒子空間坐標(biāo)、粒子屬性并對(duì)這些生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的。在本文的后半部分，主要講述了

4、導(dǎo)航雷達(dá)模擬圖像的顯示，如何將現(xiàn)實(shí)中雨雪粒子分布的各個(gè)特征在導(dǎo)航雷達(dá)模擬器顯示屏幕中顯示出來(lái)。由于雨雪粒子數(shù)量眾多，并且每個(gè)粒子都有其單獨(dú)的坐標(biāo)與屬性，對(duì)支撐導(dǎo)航雷達(dá)模擬器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)了一定的負(fù)擔(dān)，為了減少導(dǎo)航雷達(dá)模擬器對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的要求，本文從粒子數(shù)據(jù)的計(jì)算、粒子宏觀坐標(biāo)變換以及雷達(dá)模擬圖像的顯示處理這三個(gè)方面對(duì)雷達(dá)模擬器進(jìn)行了優(yōu)化處理。在此基礎(chǔ)上，本文還模擬出了雷達(dá)掃描線、雷達(dá)余暉顯示這兩種常用的雷達(dá)顯示模型。
　　通