地形影响下雷达作用范围三维可视化研究

雷达的作用范围会受到诸多环境因素的影响,提出了一种地形影响下雷达作用范围三维可视化方法,该方法采样基于混合采样的雷达三维建模完成自由空间中雷达三维表现,同时引入了基于视点的模型简化方法提高绘制效率。基于几何光学法提出了一种雷达探测范围受地形影响的模型修正算法,通过插值计算地形与模型间的相对位置关系,对受地形影响的采样点进行相应修正。实验结果表明,该方法不仅计算速度快,而且能更真实、直观地表现复杂地形环境下雷达电磁信息。     

基于VPB和osgGIS的流域三维虚拟环境建模方法

三维虚拟环境建模是实现流域虚拟仿真模拟的基础工作,快速智能地生成三维地形地物则是流域建模的关键技术。结合松花江流域地形建模和哈尔滨市建筑物建模,基于VirtualPlanetBuilder（VPB）和osgGIS进行了地形地物建模方法研究。阐述了基于地形DEM和遥感影像的流域多层次地形建模技术,探讨了多源数据的组织与利用方法。分别研究了线状地物和面状地物的参数设置方法,包括线状地物随地形起伏的设置、建筑物高度及顶面与侧面纹理的设置等。基于VPB和osgGIS的建模方法可以支持不同格式、不同精度和坐标系的原始数据,建模自动化程度高,生成的模型支持多层细节和基于外存的调度模式,可以为海量模型的实时调度渲染提供模型支持,是流域仿真模拟中三维地形地物的快速生成方案。     

基于Terra Vista的调水工程大规模三维地形建模技术

三维地形建模是实现大型水利工程虚拟仿真的基础工作,快速智能地生成三维地形并满足实时仿真对模型精度及渲染速度的要求则是大规模地形建模的关键.本文结合引渤济锡调水工程地形模拟,进行了基于Terra Vista软件的建模方法研究.阐述了地形生成的具体步骤,探讨了大地形的变比例建模、地形数据库参数设置、地形分块与精度匹配、自建模型的智能嵌入等技术,为大型水利工程虚拟仿真提供了快速智能的三维地形生成方案.     

基于CAD模型的自由曲面自适应采样策略

自由曲面的数字化测量是曲面类零件加工质量检测的关键环节,而数字化测量的基本要求是实现采样点随曲面曲率特征的自适应分布。传统的采样方法局限于对已知数学模型的自由曲面进行采样点规划,而对已知CAD模型的采样问题研究较少。首先提出了基于STL模型的离散数据点提取算法,将已知CAD模型的自由曲面采样转化为多组自由曲线采样问题。通过对各组离散点B样条插值,获取各截交线的参数表达;以曲率为基础,定义曲率测度函数,并以之为密度计算样条质量,提出了一种基于均分样条质量的自由曲线采样新方法。在此基础上,对自由曲面制定了详细的采样方案,实现了自由曲面采样点随曲率特征的自适应分布。计算机仿真表明,利用本文方法能高精度地逼近曲线、曲面几何特征。     

基于精细地形建模的溃坝洪水演进三维数值模拟

针对三维溃坝洪水数值模拟缺乏涉及城市复杂下垫面地形建模的水库溃坝洪水演进的研究现状,本文首先提出了基于TIN与NURBS曲面重构的精细地形建模方法,同时结合等效糙率法以区分不同的下垫面条件对洪水的水流运动产生的阻力影响,从而为溃坝洪水演进三维数值模拟提供精细的下垫面信息;其次,采用耦合VOF法的修正RNG k-ε湍流模型模拟了溃坝洪水的演进过程,并通过模型验证分析了该模型的准确性;最后,以某城市地区水库溃坝为例,分析了下游复杂区域洪水演进过程、流速、水深等水情信息。结果表明:本文提出的地形建模方法具有较小的数据储存量且保持较高的地形精度;同时基于精细地形建模的溃坝洪水演进三维数值模拟既准确地模拟了洪水演进过程,且充分地反映了溃坝水流的复杂流态及细节。     

一种雷达脉内特征仿真验证系统

为检验电子战系统的脉内特征分析能力,需构建逼真的雷达脉内特征仿真信号环境。针对脉内特征仿真信号环境构建中的仿真建模与验证问题,基于“FPGA+DA”硬件架构建立脉内特征仿真建模平台,以混合域示波器作为核心部件建立模型验证平台,从而构建一种雷达脉内特征仿真验证系统,对系统设计思路、组成与工作流程以及关键技术进行论述,设计实现的仿真验证系统能够有效的完成脉内特征信号仿真建模,并能对建立的信号仿真模型进行脉内特征的逼真性检验。     

改进的Delaunay三角网在风电厂地形三维表面重建中的应用

提出了一种基于等高线的三维地形重建算法,通过等高线数字化获取离散点的三维数据,根据等高线点的三维密度确定离散点的Delaunay密度值,采用Delaunay三角网结合离散点的高程值进行三维建模,并计算出每一个内点的坐标及高程,然后在PDMS(工厂三维布置设计管理系统)中进行地形的三维重建,实验证明所述方法速度快,精度高。     

基于点云数据的变电站三维仿真模型的实现及展望

使用GPS、Street View全景相机、室内三维移动扫描仪IMS3D、DPI-8手持式三维激光扫描仪的作业方法,获取变电站室内室外设备、场景等的多角度实景照、片点云数据,进而对获取的数据进行分析处理。然后使用Autodesk 3d Max工具,对三维场景中的变电站设备、建筑及周边地形环境等按照给定的建模标准进行高精细建模。首先建立设备模型库;再结合真实地形绘制整个变电站三维模型;最后获得与现场一致的三维模型。     

海上风电机雷达回波及其微多普勒特征

精确模拟海上风电机雷达回波并提取其微多普勒特征,是解决海上风电场对邻近雷达台站无源干扰的关键问题。由于现有算法将风电机所处的海面背景直接以平面良导体等效而过于简单,且传统的等间距散射点模型无法表征风电机叶片的三维异形曲面特征。为此,在回波求解时引入粗糙海面前向复反射系数,同时结合风电机的三维散射点等效模型,提出了基于时域回波电场的海上风电机雷达回波数值模拟算法。根据矩量法中RWG函数离散电场方程的思想,建立风电机三维散射点等效模型。考虑到电磁波作用在海面时的畸变效应,利用粗糙海面前向复反射系数推导出了时域回波电场求解公式,并获取了海上风电机雷达回波的模拟结果。最后,将风电机海面背景下的回波微多普勒特征与自由空间下的进行对比,证明海面背景不可忽略。进一步采用控制单一变量的方法分析了微多普勒频移的海况响应特性,即浪高的均方根与多普勒频移呈负相关。这也为后续海上风电机回波的识别与滤除提供理论参考。     

高压直流建模研究的相关问题

总结了电力系统稳定性分析中高压直流输电系统的一般性建模方法;讨论了直流模型的分类及模型的适用性;分析了常用商用电力系统分析软件中的直流模型,建议开发商适当增加内置直流模型与用户自定义模块间的接口,以拓展直流模型的适用范围;重点分析了基于采样数据建模方法和动态相量理论对直流换流器准稳模型的改进。认为采样数据建模方法建立了适合于电力系统次同步振荡研究的换流器小信号模型,但不能用于电力系统暂态稳定仿真计算中;动态相量法推导了换流器的大信号模型,但仍不能正确反映换相失败现象和不对称工作条件下高压直流系统的动态行为。认为在大规模交直流电力系统的暂态稳定性研究中,机电-电磁混合仿真思路较有潜力,而其关键问题在于各种扰动下电磁暂态仿真范围的合理确定。     

基于地球球面和折射分析地形对雷达的遮挡

在分析地形对雷达覆盖的遮挡中,需要考虑地球球面以及大气层折射的影响.建立以地球中心为原点的三维空间直角坐标系,仿真地球原状,在地球球面的基础上表示地形的高程.同时根据无线电波在大气层传播中的折射理论,利用计算机模拟出雷达射线的轨迹,在此基础上分析地形对射线的遮挡,从而得出雷达信号的覆盖图.已经开发出1套相应的计算机软件...     

等效取样方法在探地雷达中的应用研究

探地雷达回波信号具有频带宽、动态范围大的特点,如采用实时取样方法对其取样,则要求取样系统具有极高的采集速率和分辨率,目前在硬件实现上存在困难.考虑到探地雷达系统所固有的特点,本文提出采用等效取样方法实现雷达回波信号的取样,讨论了取样变换电路的选型和设计,实现了一个基于AD9500的实际电路.实验结果表明,该电路克服了速度方面的困难,实现了雷达回波信号的取样,提高了信噪比,增加了系统的带宽,满足了雷达系统的要求.     

冲激脉冲的等效采样研究

超宽带冲激雷达的距离分辨率与其无载波窄脉冲的宽度成反比。为达到高距离分辨率的目的,冲激脉冲一般为纳秒量级,有效频谱分量达数吉赫兹。脉冲采集方法有实时采样和等效采样2种。相较于实时采样,当脉冲的频谱分量达到吉赫兹并具有周期性时,等效采样方法具有更大的应用价值。主要介绍可对纳秒量级脉冲采样的等效采样系统的研究,并借以说明等效采样方法对窄脉冲采样的合理性、可行性及有效性。该等效采样系统工作带宽为4.5GHz,等效采样率达10Gsps。     

雷达信号多路径影响分析软件设计

针对多路径噪声误差会影响雷达接收信号准确性、完整性的问题,本文提出通过对地物特征提取、接收天线的天线方向图的选择为主的分析方法及相关的算法模型,此分析方法及模型的建立能较为精确地对多路径噪声影响进行分析,并基于分析模型设计开发了雷达信号多路径影响的分析软件,软件可以对多路径噪声影响进行定性定量的分析。该软件的开发对雷达信号的测量具有重要的实践意义。     

船用雷达回波信号模拟器软件的研究与开发

提出船用雷达回波视频信号模拟器上位机软件中的核心部分,即雷达回波视频数字序列的产生方法.该方法根据雷达分辨率模型、雷达回波信号模型、海杂波和噪声模型,以极坐标扫描模拟海图的方式生成雷达回波视频数字序列.通过将算法相关模型加入到MATLAB中仿真、画图并对实验结果进行比较和分析,验证了以上述方法生成雷达回波视频数字序列是...     

SRTM数据在山地风电场风资源评估中的应用

在风资源评估过程中,高精度地形数据通常较难获取,寻找一种可替代数据变得非常重要。针对风资源评估中经常存在的地形测绘和地表状况考察困难的问题,以云南高海拔复杂山地风电场-DGS风电场为应用案例,尝试将90 m分辨率的SRTM地形高程数据用于绘制Meteodyn_WT软件所需的电子地形图,并分别采用SRTM数据绘制的地图与实测1∶10 000的高斯地图所得到的风资源评估结果进行对比分析,得出SRTM数据可用于高海拔复杂地形的风资源评估的结论。     

2215线性调频脉冲信号及其仿真

线形调频信号可以获得较大的压缩比,有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率,是目前雷达信号采用的主要形式.本文主要分析了线性调频脉冲信号的模型及其匹配滤波器输出形式,并通过MATLAB仿真进行理论验证,结合雷达的实际工作模式给出了实际信号处理流程.     

太赫兹频段目标微多普勒信号特征分析

微多普勒运动是近年来高分辨雷达目标观测的重要研究内容之一,对微动目标的运动特征提取与识别已成功的应用于雷达研究的诸多领域。本文首先对典型的微动模型进行数学建模,并在对几种典型微动形式的微多普勒信号进行理论推导的基础上,对太赫兹频段和X频段的微多普勒现象进行了仿真比较,从仿真结果中可以看出,在微动特征较小的情况下,基于X频段的雷达观测手段已几乎失效,很难对运动特征提供有用的观测信息,同时,仿真结果验证了太赫兹雷达系统对厘米或及毫米量级微动观测的有效性,为进一步开展太赫兹频段下高分辨率目标观测及成像研究提供理论依据。     

基于UAV精细化地表数据的城市洪涝模拟与分析——以济南市海绵城市示范区为例

近年来,气候变化与快速城市化使城市洪涝风险显著增大,给城市可持续健康发展造成重大威胁,精细化城市洪涝模拟是有效开展城市洪涝风险管理的重要手段,因此,雨洪模拟结果可靠性与精细程度至关重要。本研究以济南市海绵城市示范区为例,针对研究区特殊地形地貌特征,利用无人机（UAV）倾斜摄影技术获取精细化地表信息,基于此建立水文水动力学多过程耦合模型,评估地形刻画精细程度对洪涝模拟的影响。研究表明,高精度的地形数据能更好地刻画局部洼地,而降低分辨率则会坦化地形使模拟结果偏低,网格划分尺寸也会对地形的刻画程度造成影响,进而影响模拟结果,对模型中地形、地物的精细刻画有助于准确模拟洪涝,采用DSM或不考虑围墙等地物则可能高估或低估洪涝,造成不良后果。本研究可为济南市乃至全国的城市洪涝风险精细化管理工作提供参考。