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雷达/ARPA模拟器中岸线回波的生成算法及模拟
| 论文题名： | 雷达/ARPA模拟器中岸线回波的生成算法及模拟 |
| 关键词： | 航海雷达;APA模拟器;雷达回波;岸线回波;ARPA符号;分形算法 |
| 摘要： | 在当前全计算机化的雷达/ARPA模拟器中，雷达回波中的海岸线、雷康和SART的原始数据都是通过数字化仪从海图中采样获得的，然后将获得的数据以规定的数据结构保存在固定类型的文件中。要使从海图中获取的原始数据能够在3种不同的显示方式(即船首向上的相对运动显示方式、北向上的相对运动显示方式和北向上真运动显示方式)下正确的显示出来，则必然要在几个坐标系(图板坐标系、屏幕坐标系、平面直角坐标系和地理坐标系)中进行一系列的坐标变换。 目前，在非线性数学领域中有一个非常活跃的分支，这就是分形(Fractal)理论，它所研究对象正是在自然界和非线性系统中那些不光滑和不规则的几何形体(如山、树、草、火、云、浪等)。分形理论也因此被大量的应用于研究和分析图像的纹理分析、自然景物的模拟、时序分析等相关的领域中。 对于以往的雷达/ARPA模拟器，雷达回波和ARPA符号大多数都是通过连接前后两相邻的采样点构成折线图形来逼近海岸线的方法生成的，但是这样并不符合真实雷达的工作机制。这种方法存在明显的不足，模拟的图像难有很高的逼真度。 结合国内外海岸线分形研究进展，针对航海雷达/ARPA模拟器中自然岸线回波随着量程减少而产生的不真实的感觉。本文通过对分形理论的深入研究，针对在量程较小时获取海岸线采样数据的减少而导致岸线回波没有精细结构的问题，结合海岸线的局部自相似性，分别运用三种分形算法来生成具有任意层次的精细结构雷达岸线回波，比较三种算法模拟的结果。模拟结果表明，模拟得到的海岸线是自相似的，具有分形性质。 本文的主要工作如下： (1)对分形理论的数学基础较系统的分析和深入的研究。 (2)雷达回波中海岸线的原始数据都是通过数字化仪从海图上获取的。获取的数据为一些离散的采样点，本文在不用增加采样点的情况下，分别运用随机Koch曲线、基于IFS的分形插值曲线和随机插值点细分内插法对岸线回波进行细化模拟。 (3)通过对三种分形算法模拟的结果进行了分析，探讨三种分形算法中存在的优点和缺点以及在实际应用中对雷达模拟器岸线回波的影响，并提出了改进的方法来解决存在的问题。 |
| 作者： | 李吉 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 黄立文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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