導航雷達雨雪粒子的數(shù)學模型及模擬.pdf

1、隨著國際海航運輸事業(yè)的日益壯大，海上運輸線已經(jīng)成為每個國家賴以生存和發(fā)展的一條生命線，在海上運輸事業(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)成為每一個航海工作人員密切關注的話題。雖然現(xiàn)在很多現(xiàn)代化的船只上都安裝了各類優(yōu)秀的通信導航設備來輔助船舶航行，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)濟損失和數(shù)以萬計的人員傷亡。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)生率要遠遠高于正常情況下船舶航行的事故發(fā)

2、生率。隨著計算機等一系列相關技術的進步，導航雷達模擬器以其成本低、測試周期短、風險小等特點被雷達研究人員用來對船舶航行的各類情況進行模擬，力求能夠減少船舶駕駛員在惡劣天氣條件下對雷達回波錯誤的判定所導致的船舶航行事故。
　　本文從雨雪粒子的真實雷達回波出發(fā)，結(jié)合A型雷達顯示器中雷達接收機接收到的雷達回波圖像，通過對雷達回波信號強度的分析得出雨雪粒子的分布特征。在建立數(shù)學模型方面，通過對正態(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，對比真實雷達回波圖像，確立了使用這三種概率密度分布函數(shù)來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。在雷達模擬器的實現(xiàn)部分，主要有兩個步驟，一為雷達文件系統(tǒng)的建立與系統(tǒng)參數(shù)的設置，二為雷達模擬圖像的顯示實現(xiàn)。在有關雷達文件系統(tǒng)建立的章節(jié)中，詳細介紹了本文所模擬出來的雨雪粒子是如何一步一步的生成粒子空間坐標、粒子屬性并對這些生成的數(shù)據(jù)進行處理的。在本文的后半部分，主要講述了

4、導航雷達模擬圖像的顯示，如何將現(xiàn)實中雨雪粒子分布的各個特征在導航雷達模擬器顯示屏幕中顯示出來。由于雨雪粒子數(shù)量眾多，并且每個粒子都有其單獨的坐標與屬性，對支撐導航雷達模擬器的計算機系統(tǒng)帶來了一定的負擔，為了減少導航雷達模擬器對計算機系統(tǒng)性能的要求，本文從粒子數(shù)據(jù)的計算、粒子宏觀坐標變換以及雷達模擬圖像的顯示處理這三個方面對雷達模擬器進行了優(yōu)化處理。在此基礎上，本文還模擬出了雷達掃描線、雷達余暉顯示這兩種常用的雷達顯示模型。
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