一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法技术

本发明专利技术公开一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，首先统一DEM数据坐标系并构建VRT虚拟数据集；随后根据已知点P求解方位角为n

【技术实现步骤摘要】
一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法


[0001]本专利技术属于雷达
，具体设计一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法。

技术介绍

[0002]遮蔽角是指视线与障碍物顶端的连线和地平线之间的夹角，当雷达天线的高低角小于这个角度时，由于地形遮挡雷达将无法发现目标。通过遮蔽角计算可以得到地形阻挡雷达信号传播而形成的探测盲区。
[0003]在军用仿真系统中，为合理部署雷达提高其作战能力，通常利用数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)获取地形数据计算雷达遮蔽角，让仿真人员直观了解雷达拟部署区域周围阵地环境的遮挡情况。目前遮蔽角计算存在问题：一是由于DEM数据量庞大，在使用时存在加载耗时大、占用内存多等问题。二是遮蔽角计算需要进行大量的地形采样点运算，已有方式计算耗时大。三是对于计算机的性能要求较高。
[0004]如何解决DEM加载耗时大、占用内存多、遮蔽角计算耗时大的问题，是目前面临的难题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，不依赖GPU解决快速获取DEM数据，实现遮蔽角计算。
[0006]本专利技术基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，具体步骤为：
[0007]步骤1：将目标区域DEM数据下载至一个目录；进一步将目标区域DEM数据处理成统一的坐标系。
[0008]步骤2：针对步骤1中数据结果构建VRT虚拟数据集。
[0009]步骤3：根据已知定位点P，求解方位角为n
°
且与定位点P间隔距离为H的对应点P
(n)
；
[0010]步骤4：定义定位点P和P(n)的两点等距投影的算法参数。
[0011]步骤5：构建提取数据的范围。
[0012]步骤6：提取步骤5中构建提取数据的范围内的栅格数据。
[0013]步骤7：提取步骤6中输出栅格数据并保存。
[0014]步骤8：计算方位角n方向的最大雷达遮蔽角。
[0015]步骤9：循环计算间隔m
°
的多个方位角对应的雷达遮蔽角。
[0016]步骤10：将步骤9得到的雷达遮蔽角数值按照实际大小进行绘制。
[0017]本专利技术的优点在于：
[0018]1、本专利技术计算雷达遮蔽角的方法，不依赖GPU解决快速获取DEM数据，实现遮蔽角
计算。从而降低计算机硬件成本。同时可以广泛部署在没有GPU的云服务器上，应用范围更广。
[0019]2、本专利技术计算雷达遮蔽角的方法，支持大范围数据扩展，简单易用。
[0020]3、本专利技术计算雷达遮蔽角的方法，通过使用栅格裁切的方法，批量获取DEM，减少不必要的循环计算，
[0021]4、本专利技术计算雷达遮蔽角的方法，将两点等距投影方法应用于栅格数据裁切，使得获取到目标区域数据只有1行，使得提取数据极为便利和快速。
附图说明
[0022]图1为本专利技术基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法流程图；
[0023]图2为定位点P对应的方位角为n
°
间隔距离为H的点P
(n)
位置示意图；
[0024]图3为等距投影方式示意图；
[0025]图4为矩形框坐标范围示意图；
[0026]图5为雷达遮蔽角绘制结果。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0028]本专利技术基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，如图1所示，具体步骤为：
[0029]步骤1：DEM数据准备并进行坐标系统一。
[0030]由于目前开源的DEM数据往往是分区块的，因此将目标区域DEM数据下载至一个目录，不需要拼接。随后通过QGIS或gdal_translate(GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)等工具，将目标区域DEM数据处理成统一的坐标系，例如：WGS84。
[0031]步骤2：针对步骤1中数据结果使用gdalbuildvrt工具构建VRT(Virtual Raster Tables)虚拟数据集。VRT数据格式序是GDAL的一个格式驱动程序，它允许虚拟GDAL数据集由其他GDAL数据集组成，并具有重新定位、可能应用的算法以及更改或添加的各种元数据，数据集的VRT描述可以保存为XML格式，通常使用vrt扩展名。
[0032]由此，本专利技术不同于以往将影像数据建立空间索引或者将数据拼接成一个完整的影像数据的方式，将数据通过空间数据库扩展的形式。而是使用VRT虚拟数据集，可以快速构建目标区域的整体DEM，而且便于区域扩展。
[0033]步骤3：根据已知定位点P，求解方位角为n
°
且间隔距离为H的对应点P
(n)
。
[0034]如图2所示，已知定位点P坐标(x,y)，需要求解方位角为n且距离P点为H的点P
(n)
的坐标(x
n
,y
n
)。若步骤1中目标区域DEM数据统一的坐标系为平面坐标系，则P
(n)
坐标可以通过勾股定理计算得到；若步骤1中目标区域DEM数据统一的坐标系为球面坐标系，如：WGS84，则需要参考对应的球面坐标系数，计算P
(n)
在球面(椭球)坐标上的对应坐标。
[0035]步骤4：使用开源工具Proj4，定义定位点P和方位角为n且间隔距离为H的对应点P
(n)
的两点等距投影的算法参数。
[0036]两点等距投影是一种可保留距地图上两个选定点距离的经过改良的方位投影。若
两个点(P与P
(n)
)相同，则生成的投影为等距方位投影。例如：定位点P(x,y)和方位点P
(n)
(x
(n)
,y
(n)
)的两点等距投影的算法参数为：
[0037]+proj＝tpeqd+lon_1＝x+lat_1＝y+lon_2＝x
(n)
+lat_2＝y
(n)
+datum＝WGS84+units＝m+no_defs+type＝crs
[0038]步骤5：构建提取数据的范围。
[0039]通过步骤4定义的投影参数，使用porj4工具可以计算P和P
(n)
投影后的坐标。如图3所示，根据两点等距投影的原理，P和P
(n)
的中点既是投影后原点。
[0040]如图4所示，计算矩形框的坐标范围，用于步骤6使用。
[0041]Xmin＝x'
–
PixelSize/2
[0042]Ymin＝y'
–
PixelSize/2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，其特征在于：具体步骤为：步骤1：将目标区域DEM数据下载至一个目录；进一步将目标区域DEM数据处理成统一的坐标系；步骤2：针对步骤1中数据结果构建VRT虚拟数据集；步骤3：根据已知定位点P，求解方位角为n
°
且与定位点P间隔距离为H的对应点P
(n)
；步骤4：定义定位点P和P(n)的两点等距投影的算法参数；步骤5：构建提取数据的范围；步骤6：提取步骤5中构建提取数据的范围内的栅格数据；步骤7：提取步骤6中输出栅格数据并保存；步骤8：计算方位角n方向的最大雷达遮蔽角；步骤9：循环计算间隔m
°
的多个方位角对应的雷达遮蔽角；步骤10：将步骤9得到的雷达遮蔽角数值按照实际大小进行绘制。2.如权利要求1所述一种基于两点等距投影快速获取DEM数据用于计算雷达遮蔽角的方法，其特征在于：步骤5中提取数据的范围构建方法为：首先，计算P和P
(n)
投影后的坐标，提取数据范围为矩形框的坐标范围：Xmin＝x'
–
PixelSize/2Ymin＝y'
–
PixelSize/...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚勇航，戴龙，张宇航，
申请(专利权)人：北京四象爱数科技有限公司，
类型：发明
国别省市：