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《武汉理工大学》 2016年
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基于三维地理信息的VTS雷达信号覆盖研究

刘鹍  
【摘要】:随着我国社会经济的快速发展和城镇化进程的加速,沿海及沿江城市迎来了新一轮的发展机遇,港口水域的交通态势也越来越复杂,主要表现在沿江或沿海地段的高层建筑、码头、跨江或跨海桥梁数量较之前有了明显增加,同时,港口水域的船舶交通流密度也逐渐增大,船舶呈现出向船型大型化、货种多样化、船况复杂化的方向发展,这使得水上交通安全监管的形势变得更加严峻。船舶交通服务(VTS)作为一种保障水上交通安全监管的有效措施,目前已经被我国各大港口海事系统采用。然而,港口水域的经济建设与VTS雷达站的建设也面临了一些新的问题:1)在已建VTS雷达站附近新建大型桥梁等建筑,会在一定程度上对VTS雷达的安全监管带来影响,如桥梁会在一定程度上对雷达信号造成遮挡,此时,若有船舶恰好行驶在被遮挡区域,则VTS不能实现对船舶的监控,为船舶安全航行带来安全隐患。2)在VTS雷达站附近水域,可能出于安全监管的需要,需要新建VTS雷达站,如何在建站备选地址中选出最合适的地址以保证VTS雷达站的利用效率最高并节省资源,也成为VTS建站人员面临的难题。为了有效的解决上述问题,本文提出基于三维GIS对VTS雷达站的信号进行模拟,以确定盲区范围。具体工作为:首先,对VTS雷达的工作原理进行分析,提出本文研究的重点是遮蔽盲区,在对雷达波的传播特性进行分析后,提出了利用光线追踪算法来实现对雷达探测过程的模拟;其次,通过对雷达模拟中三维GIS需要考虑的主要因素进行分析,建立包含桥梁及水工建筑尺寸数据和地形数字高程的三维GIS数据库;再次,通过对模拟仿真所要实现的功能进行分析,在Windows操作系统下调用MFC类库函数,并结合OpenGL绘图类,运用C++编程建立软件仿真系统;最后,以武汉VTS中心大桥雷达站为仿真对象,对该VTS雷达站雷达信号覆盖情况的模拟。通过建立武汉VTS中心大桥雷达站监控区域的三维地理信息模型,运用软件系统对该区域进行模拟,实现了对该雷达站监控范围的图形化再现,并指出了该雷达站可能存在的盲区位置,提出了安装CCTV和在附近水域增加AIS等消盲建议。通过对大桥雷达站和二桥雷达站的模拟,实现了多雷达探测范围的联合显示,从而为拟建雷达站选址提供参考。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P208;U675.7

【参考文献】
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