一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，属于民用航空领域。该优化方法包括：S1、得到雷达范围内所有障碍物的高度和距离；S2、计算扇区各边界点到雷达距离；S3、确定最低监视引导高度H＝h+300；S4、确定最大遮蔽角θ0及最大遮蔽角的障碍物高度h

【技术实现步骤摘要】
一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法


[0001]本专利技术属于民用航空
，具体涉及一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法。

技术介绍

[0002]根据中国民用航空总局令第122号《民用航空使用空域办法》，雷达管制扇区最低雷达引导高度是指应当在雷达管制扇区内，根据地形、通信和雷达信号覆盖情况确定的、满足最低飞行高度和管制员实施雷达引导所需的高度，这个数值应当以50米向上取整。根据MD
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TM
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2005
‑
002《最低雷达引导高度规程》第十二条，雷达引导扇区的最低雷达引导高度，应当为该雷达引导扇区超障区范围内的控制障碍物的标高，加上相应的超障余度，然后向上以50米取整。第十三条，雷达引导扇区超障区范围内的超障余度，应当根据地形特征确定，至少提供300米的超障余度，在高原和山区提供多至600米的超障余度。
[0003]所以，通常情况下雷达管制扇区最低雷达引导高度，定为雷达扇区内最高控制障碍物高度加300米，往上以50米取整，这样的划设方式可以满足部分雷达监视性能需求，但在实际运行过程中，却还是存在明显的弊端，大部分雷达扇区分析过程中就发现按此高度并不能完全支撑整个扇区的运行，同时这种处理方式也不太适用于多个障碍物高度几乎相同，但是距离却存在远近的情况。
[0004]因此传统的划设方式明显存在以下的问题：当存在几个障碍物相对高差不大，障碍物距离雷达的距离却差别较大时，以最高障碍物作为控制点，虽然看似高度是最高的，但是可能距雷达的距离远，相对的遮蔽角较小；而其他障碍物虽然高度没有最高控制障碍物高，相对于雷达距离较近导致遮蔽角较大。同时扇区360度范围内各个边界距雷达中心的距离也不相同，有的扇区边界点设定的较远，需要结合扇区的距离来统筹考虑。
[0005]因此，提供一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，能确保雷达的管制扇区内覆盖良好，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，提供一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，其结合多个障碍物的位置和高度，以及扇区边界距雷达的距离，共同确定扇区范围内的最低监视引导高度，解决现有技术中扇区划设过程中按最高控制点障碍物高度+300米高度时，可能出现雷达信号不能完全支撑扇区所有位置的技术问题。
[0007]申请人经过大量试验，付出了创造性的劳动后发现，某空中点位的遮蔽角与该点的高度和该点与雷达的距离有关。扇区高度的优化是要确保扇区划设范围内每一个点都应该保证能够完全覆盖。根据机场扇区划分情况，部分机场的部分扇区边界点为标准的圆形，那么这代表扇区各个边界点距雷达距离相同，但是大多数扇区各个边界点相对于雷达的距离是不相同的。因此在定雷达的最低监视引导扇区内各个扇区的最低监视引导高度时，应该结合障碍物遮蔽角和扇区边界距离两种影响因素来制定雷达扇区的最低监视引导高度。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供的一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，包括以下步骤：
[0010]S1.以雷达为圆心，0～360
°
范围内得到整个范围内所有障碍物的高度和水平距离；针对多个障碍物，分别定义各个障碍物的高度和水平距离，
[0011]障碍物1：高度为h1、距离ds1；
[0012]障碍物2：高度为h2、距离ds2；
[0013]……
[0014]障碍物n：高度为h
n
、距离ds
n
，
[0015]确定最高障碍物的高度为ho，ho＝max(h1，h2，
…
h
n
)，水平距离定义为dso；
[0016]进入S2；
[0017]S2.确定要分析扇区的边界点，计算各个边界点到雷达中心的水平距离；
[0018]S3.初步确定最低监视引导高度H＝h+300；h＝ho；
[0019]S4.确定最大遮蔽角θ0，以及最大遮蔽角的障碍物高度h
θo
；
[0020]当最高障碍物的高度h等于遮蔽角最大的障碍物高度h
θo
时，最低监视引导高度H＝h
θo
+300。
[0021]本专利技术的部分实施方案中，所述S4中，当最高障碍物的高度h不等于遮蔽角最大的障碍物高度h
θo
时，最低监视引导高度H需要重新优化；优化步骤转入S5；
[0022]S5.将遮蔽角最大的障碍物换算到最高障碍物的位置处等效的高度，即h
dso
，此时的h
dso
必然大于最高障碍物的纯物理高度；
[0023]如果扇区各个方位的边界距离雷达的水平距离相同，最低监视引导高度优化为H＝h
dso
+300。
[0024]本专利技术的部分实施方案中，所述S5中，如果扇区各个方位的边界距离雷达的水平距离不相同，需要对最低监视引导高度进行优化，优化步骤转入S6：
[0025]S6.根据S2的计算结果，确定距离雷达最远的水平距离D
max
；
[0026]假设遮蔽角最大的障碍物恰好是处于距离雷达中心最远的扇区边界点上，此时需要计算这个遮蔽角是否能够覆盖到最远距离D
max
处，计算
[0027][0028]式(1)中，D
θ0
表示接收点为H＝h
dso
+300时，距离雷达中心的水平距离，单位：千米；
[0029]θ0：最大的障碍物遮蔽角，单位：
°
；
[0030]ha：雷达发射天线离地高度，单位：米；
[0031]D
max
表示距离雷达最远的扇区边界距雷达的水平距离，单位：千米；
[0032]如果D
θ0
≥D
max
，最低监视引导高度定为H＝h
dso
+300。
[0033]本专利技术的部分实施方案中，如果D
θ0
＜D
max
，障碍物本身的遮蔽角已经远远大于了按照修订了的最低监视引导高度后雷达在最远边界点处的遮蔽情况，需要用最大的障碍物遮蔽角θ
o
去反算位于D
max
处的高度；具体计算公式如下：
[0034][0035]H(θ
o
‑
D
max
)表示根据扇区边界距离的情况修正后的最低监视引导高度，单位：米；
[0036]θ0：最大的障碍物遮蔽角，单位：
°
；
[0037]D
max
表示距离雷达最远的扇区边界距雷达的水平距离，单位：千米；
[0038]ha：雷达发射天线离地高度，单位：米。
[0039]本专利技术的部分实施方案中，S1中，以雷达为圆心，0～360
°
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.以雷达为圆心，0～360
°
范围内得到整个范围内所有障碍物的高度和水平距离；针对多个障碍物，分别定义各个障碍物的高度和水平距离，障碍物1：高度为h1、距离为ds1；障碍物2：高度为h2、距离为ds2；
……
障碍物n：高度为h
n
、距离为ds
n
；确定最高障碍物的高度为ho，ho＝max(h1，h2，
…
h
n
)，水平距离定义为dso；进入S2；S2.确定要分析扇区的边界点，计算各个边界点到雷达中心的水平距离；S3.初步确定最低监视引导高度H＝h+300，h＝ho；S4.确定最大遮蔽角θ
o
，以及最大遮蔽角的障碍物高度h
θo
；当最高障碍物的高度h等于遮蔽角最大的障碍物高度h
θo
时，最低监视引导高度H＝h
θo
+300。2.根据权利要求1所述的一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，其特征在于，所述S4中，当最高障碍物的高度h不等于遮蔽角最大的障碍物高度h
θo
时，最低监视引导高度H需要重新优化；优化步骤转入S5；S5.将遮蔽角最大的障碍物换算到最高障碍物的位置处等效的高度，即h
dso
，此时的h
dso
必然大于最高障碍物的纯物理高度；如果扇区各个方位的边界距离雷达的水平距离相同，最低监视引导高度优化为H＝h
dso
+300。3.根据权利要求2所述的一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，其特征在于，所述S5中，如果扇区各个方位的边界距离雷达的水平距离不相同，需要对最低监视引导高度进行优化，优化步骤转入S6：S6.根据S2的计算结果，确定距离雷达最远的水平距离D
max
；假设遮蔽角最大的障碍物恰好是处于距离雷达中心最远的扇区边界点上，此时需要计算这个遮蔽角是否能够覆盖到最远距离D
max
处，计算式(1)中，D
θ0
表示接收点为H＝h
dso
+300时，距离雷达中心的水平距离，单位：千米；θ0：最大的障碍物遮蔽角，单位：
°
；ha：雷达发射天线离地高度，单位：米；D
max
表示距离雷达最远的扇区边界距雷达的水平距离，单位：千米；如果D
θ0
≥D
max
，最低监视导高度定为H＝h
dso
+300。4.根据权利要求3所述的一种雷达管制扇区最低雷达引导高度的优化方法，其特征在于，如果D
θ0
＜D

【专利技术属性】
技术研发人员：李沅锴，梁飞，袁斌，叶家全，林欢，许健，李鑫，孙彦龙，施瑞，李润文，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：