基于三维GIS的电磁空间仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术公开基于三维GIS的电磁空间仿真系统及方法，其中系统包括态势数据处理模块、电磁空间态势展示模块、二三维GIS平台模块、电磁空间信息显示模块和态势整编模块；所述方法包括二三维GIS平台初始化、场景和设备加载、态势数据处理、电磁仿真计算、电磁空间态势展示、电磁空间信息展示和态势整编的步骤。本发明专利技术利用自动编排和人工整编相结合的方式解决设备间复杂的关联关系；利用自动处理和人工协同整编的方式解决基础数据的正确性和复杂性；将电磁传播模型与数字高程模型进行融合计算，进行电磁可视域分析和电磁盲区分析，并辅助人工态势整编，解决三维电磁态势的显示问题；解决了多种电磁设备在GIS环境中仿真复杂性高的难题。种电磁设备在GIS环境中仿真复杂性高的难题。种电磁设备在GIS环境中仿真复杂性高的难题。

【技术实现步骤摘要】
基于三维GIS的电磁空间仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及三维地理信息系统
，尤其涉及基于三维GIS的电磁空间仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术广泛应用，电磁空间是被人们逐步重视起来的物理空间；电磁空间对各个国家政治、经济、社会的重要性日益提升，它已成为事关国家利益的重要领域，越来越受到世界各国的重视。电磁空间包含下列含义：一是连接各种信息技术基础设施的网络，包括因特网、电信网、传感器、武器平台、计算机系统及嵌入式的处理器和控制器等；二是一个具有时域、空域、频域和能域特征的广阔领域；三是训练有素的人发挥着关键控制作用的虚拟现实环境。
[0003]三维GIS(Geographic Information System，地理信息系统)是指对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。相比二维GIS，三维GIS更具备可视化更直观，分析功能更强大的优势；空间信息的分析过程是复杂的、动态的和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS无法实现，但三维GIS可以实现，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能。
[0004]电磁场是不可见的，电磁可视化是电磁空间仿真的核心技术之一。电磁可视化是利用电磁环境的数据或模型，借助三维立体空间，把电磁信号的分布及类型实时展现出来。随着仿真技术的进步，从只关注电磁对象本身到关注地形、气候、植被等多方面对电磁空间的影响，通过对不可见的电磁环境进行信息化、数据化、模型化、可视化的处理，从中发现大量有用的信息，尤其在电子战中，仿真技术的运用，方便作战人员形象直观地了解电磁空间，对于某一区域环境进行准确分析，为电子作战中观察、判断、决策、执行提供可靠依据。
[0005]在三维GIS中进行电磁空间实时仿真面临如下难点：
[0006](1)电磁空间具有高度复杂性，需要考虑不同仿真对象之间的差异，比如通信设备、雷达设备、光电设备等；也要考虑电磁干扰的影响，比如通信干扰、雷达干扰、光电干扰等；还要考虑地形、大气、植被等自然环境的影响，主要技术难点在于基于环境的各种仿真对象建模和信息处理、传播模型的构建。
[0007](2)基础数据的准确性，是整个仿真模型构建的基础。电磁辐射源在区域内是离散的，分布较为混乱，如果按照原始的数据信息点进行构建，数据网格量是巨大的，计算机处理效率未必满足如此大数据的要求，对基础数据进行合理的分类、归集，呈现一定的规律性显得尤为重要。在基础数据覆盖面齐全的情况下，去除冗余繁杂，提炼数据，可以大大减少计算机处理的时间，同时也方便数据信息的传输与存储。
[0008](3)可视化技术是电磁空间仿真的核心技术之一，是对基础数据进行整理分析后的直观呈现，其技术水平高低直接关系到仿真过程的成功与否。如果在图形表现方式上采用的是二维的电磁传播衰减值，那么该技术无法提供电磁环境的三维立体图。可视化技术
分为映射技术与绘制显示两部分，映射技术主要解决离散数据与三维几何图形的转换，决定数据以什么样的方式呈现，人们将会直观的看到显示模型；绘制显示主要解决可视化映射转换可视化的图像显示问题。

技术实现思路

[0009]基于现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了基于三维GIS的电磁空间仿真系统及方法，具体技术方案如下：
[0010]基于三维GIS的电磁空间仿真系统，其特征在于，包括态势数据处理模块、电磁空间态势展示模块、二三维GIS平台模块、电磁空间信息显示模块和态势整编模块；
[0011]所述态势数据处理模块用于实时接收试验过程中设备位置信息、状态信息、被试设备原始航迹信息、电磁信号环境模拟数据、电磁环境监测数据以及电磁环境构设评估数据；对上述信息和数据进行分类、关联、融合处理，最后生成综合态势信息；
[0012]所述电磁空间态势展示模块用于实时展示电磁空间态势，实时态势展示可根据需要进行回放，回放时支持快进、回退、暂停、停止的操作；
[0013]所述二三维GIS平台模块用于二/三维一体化GIS、显示功能开发工具包、全球影像数据、地形高程、矢量数据的管理与显示功能、标注标绘功能、基础地理信息计算；
[0014]所述态势整编模块用于对态势进行人工协同整编，对设备位置、状态、工作参数等态势信息进行调整和关联；对试验过程中的事件信息进行过滤和编辑，并提供辅助标绘工具，具备对态势的人工手动标注功能；同时具备辐射源交叉定位显示功能。
[0015]具体的，所述电磁空间态势包括设备实时位置及状态、被试设备融合实时航迹、电磁信号环境实时模拟数据、电磁环境实时监测数据以及仿真实时推演结果。
[0016]具体的，所述电磁空间信息显示包括场景加载显示、设备部署显示、设备工作效能显示、电磁环境能量分布显示、电磁信号环境显示、电磁信号评估结果显示和态势显示控制。
[0017]基于三维GIS的电磁空间仿真方法，基于所述的基于三维GIS的电磁空间仿真系统实现，包括以下步骤：
[0018]步骤1，二三维GIS平台初始化；
[0019]步骤2，场景和设备加载；
[0020]步骤3，态势数据处理；
[0021]步骤4，电磁仿真计算；
[0022]步骤5，电磁空间态势展示；
[0023]步骤6，电磁空间信息展示；
[0024]步骤7，态势整编。
[0025]具体的，所述态势数据处理还包括以下子步骤：
[0026]步骤31，数据接收；
[0027]步骤32，合规性校验；
[0028]步骤33，数据分类；
[0029]步骤34，数据关联；
[0030]步骤35，数据融合；
[0031]步骤36，态势数据生成；
[0032]步骤37，数据存储；
[0033]所述态势数据来自雷达及雷达干扰设备、通信及通信干扰设备、光电及光电干扰设备和电磁监测采集设备；
[0034]所述雷达及雷达干扰设备发送的数据包括脉冲密度、信号路数、信号样式、信号强度、占用度和占空比；
[0035]所述通信及通信干扰设备发送的数据包括信号路数、信号样式、信号强度和占用度；
[0036]所述光电及光电干扰设备发送的数据包括信号路数、信号样式和信号强度；
[0037]所述电磁监测采集设备发送的数据包括监测雷达的信号占用度、数量统计、空间分布、频谱图等，监测通讯的信号占用度、数量统计、空间分布、频谱图等，采集光电的信号显示和光电图像监测结果。
[0038]具体的，所述电磁仿真计算还包括电磁态势分析子步骤和光电可视域分析子步骤，其中电磁态势分析子步骤包括以下步骤：
[0039]步骤401，设备位置信息获取；
[0040]步骤402，数字高程模型获取；
[0041]步骤403，电磁传播模型获取；
[0042]步骤404，电磁态势分析；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三维GIS的电磁空间仿真系统，其特征在于，包括态势数据处理模块、电磁空间态势展示模块、二三维GIS平台模块、电磁空间信息显示模块和态势整编模块；所述态势数据处理模块用于实时接收试验过程中设备位置信息、状态信息、被试设备原始航迹信息、电磁信号环境模拟数据、电磁环境监测数据以及电磁环境构设评估数据；对上述信息和数据进行分类、关联、融合处理，最后生成综合态势信息；所述电磁空间态势展示模块用于实时展示电磁空间态势，实时态势展示可根据需要进行回放，回放时支持快进、回退、暂停、停止的操作；所述二三维GIS平台模块用于二/三维一体化GIS、显示功能开发工具包、全球影像数据、地形高程、矢量数据的管理与显示功能、标注标绘功能、基础地理信息计算；所述态势整编模块用于对态势进行人工协同整编，对设备位置、状态、工作参数等态势信息进行调整和关联；对试验过程中的事件信息进行过滤和编辑，并提供辅助标绘工具，具备对态势的人工手动标注功能；同时具备辐射源交叉定位显示功能。2.根据权利要求1所述的基于三维GIS的电磁空间仿真系统，其特征在于，所述电磁空间态势包括设备实时位置及状态、被试设备融合实时航迹、电磁信号环境实时模拟数据、电磁环境实时监测数据以及仿真实时推演结果。3.根据权利要求1所述的基于三维GIS的电磁空间仿真系统，其特征在于，所述电磁空间信息显示包括场景加载显示、设备部署显示、设备工作效能显示、电磁环境能量分布显示、电磁信号环境显示、电磁信号评估结果显示和态势显示控制。4.基于三维GIS的电磁空间仿真方法，基于权利要求1
‑
3所述的基于三维GIS的电磁空间仿真系统实现，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，二三维GIS平台初始化；步骤2，场景和设备加载；步骤3，态势数据处理；步骤4，电磁仿真计算；步骤5，电磁空间态势展示；步骤6，电磁空间信息展示；步骤7，态势整编。5.根据权利要求4所述的基于三维GIS的电磁空间仿真方法，其特征在于，所述态势数据处理还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽祥，黄征，王沫，张烜铭，梁亮，陈勇，
申请(专利权)人：四川惟邦新创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：