本發(fā)明屬于民用航空，具體涉及結(jié)合gis的民航多普勒全向信標(biāo)反射網(wǎng)陰影區(qū)分析方法。
背景技術(shù)：
1、空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備周邊電磁環(huán)境保護(hù)是保證空管運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)，直接影響飛行安全和運(yùn)行效率。近年來(lái)，隨著新基建臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)以及“民航+生態(tài)圈”的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)周邊建設(shè)需求顯著增加，使得空管臺(tái)站電磁環(huán)境保護(hù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范，對(duì)新建機(jī)場(chǎng)，在工程選址前需進(jìn)行電磁兼容論證；對(duì)已建機(jī)場(chǎng)，周邊新建的高大建筑、設(shè)施應(yīng)進(jìn)行分析，以確保機(jī)場(chǎng)不受干擾。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb6364和民航標(biāo)準(zhǔn)mh/t4003.1~2等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，明確劃定了航空通信導(dǎo)航監(jiān)視臺(tái)站電磁環(huán)境保護(hù)區(qū)，旨在加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)及周邊臺(tái)站的電磁環(huán)境保護(hù)。此外，為進(jìn)一步規(guī)范民用機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)區(qū)域內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目?jī)艨諏徍斯ぷ鳎Ｕ巷w行安全，對(duì)于機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)區(qū)域內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目，要求以機(jī)場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)為圓心水平半徑55公里的空間區(qū)域進(jìn)行凈空審核，并在15個(gè)工作日內(nèi)出具凈空審核意見(jiàn)。
2、多普勒全向信標(biāo)臺(tái)可與機(jī)載接收機(jī)協(xié)同工作，為航空器提供全方位引導(dǎo)信息，以引導(dǎo)航空器沿預(yù)定航路(線)飛行、進(jìn)離場(chǎng)和進(jìn)近。由于全向信標(biāo)臺(tái)周圍場(chǎng)地的地形地物對(duì)其發(fā)射的電波信號(hào)存在反射和再輻射現(xiàn)象，由此產(chǎn)生的多路徑干擾會(huì)致使其輻射場(chǎng)型發(fā)生畸變，進(jìn)而造成航道彎曲、擺動(dòng)和抖動(dòng)，威脅飛行安全。因此，mh/t4003.1“民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視臺(tái)（站）設(shè)置場(chǎng)地規(guī)范?第1部分：導(dǎo)航”對(duì)多普勒全向信標(biāo)場(chǎng)地保護(hù)作出明確規(guī)定，其中要求邊帶天線相位中心通過(guò)反射網(wǎng)邊緣延伸至地面的反射路徑不應(yīng)被障礙物阻擋，該區(qū)域被稱為反射網(wǎng)陰影區(qū)。
3、全向信標(biāo)臺(tái)包含中央天線、邊帶天線和反射網(wǎng)，不同臺(tái)站的參數(shù)各異，所形成的陰影區(qū)也不同且較為抽象，這使得審核方判斷障礙物是否符合全向信標(biāo)場(chǎng)地保護(hù)要求存在較大困難。當(dāng)前主要依靠人工手動(dòng)計(jì)算，不僅效率低，還容易出現(xiàn)計(jì)算失誤。在建設(shè)項(xiàng)目不斷增多的情況下，審核方的工作壓力持續(xù)增大。
4、鑒于多普勒全向信標(biāo)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)對(duì)陰影區(qū)限制的嚴(yán)格要求，亟需一種能助力審核方快速判定多障礙物是否符合標(biāo)準(zhǔn)的高效方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于，提供一種結(jié)合gis的民航多普勒全向信標(biāo)反射網(wǎng)陰影區(qū)分析方法，其能簡(jiǎn)化審核流程、提高判斷精準(zhǔn)度，提升審核效率，有效緩解審核壓力，為導(dǎo)航臺(tái)站安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
3、本發(fā)明公開了一種結(jié)合gis的民航多普勒全向信標(biāo)反射網(wǎng)陰影區(qū)分析方法，包括如下步驟：
4、s1.?確定障礙物相對(duì)于臺(tái)站的最大距離 dmax與最小距離 dmin；
5、s2.?判斷障礙物相對(duì)于臺(tái)站的最小距離 dmin與反射網(wǎng)陰影區(qū)最大距離 d0的關(guān)系：
6、（1）如果 dmin> d0，則判定障礙物未超出臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)限制范圍；
7、（2）如果 dmin ≤d0，則轉(zhuǎn)入步驟s3；
8、s3.?計(jì)算臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)夾角；
9、s4.?根據(jù)臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)夾角計(jì)算臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)范圍；
10、s5.?計(jì)算限制高度 h，并根據(jù)障礙物海拔高度 ho與限制高度 h之間的差值判斷障礙物是否超出臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)范圍。
11、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，所述步驟s1中，分別計(jì)算臺(tái)站與障礙物各坐標(biāo)點(diǎn)連線線段的最近距離，對(duì)障礙物的每一坐標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行如下操作：首先對(duì)當(dāng)前點(diǎn)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，隨后分別計(jì)算該點(diǎn)與臺(tái)站中心的距離、以及該點(diǎn)至臺(tái)站中心與上一投影點(diǎn)連線線段的最短距離；然后進(jìn)行比較，若當(dāng)前點(diǎn)與臺(tái)站中心的距離大于當(dāng)前 dmax，則更新 dmax；若該點(diǎn)至線段的最短距離小于當(dāng)前 dmin，則更新 dmin；循環(huán)處理所有點(diǎn)，直至無(wú)剩余點(diǎn)；最終，即可確定障礙物相對(duì)于臺(tái)站的最大距離 dmax與最小距離 dmin，實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物與臺(tái)站空間距離關(guān)系的精準(zhǔn)量化分析。
12、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，反射網(wǎng)陰影區(qū)最大距離 d0=100米。
13、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，采用如下公式計(jì)算臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)夾角；
14、；
15、其中 θdeg為反射網(wǎng)陰影區(qū)夾角度數(shù)，單位為度； d為反射網(wǎng)直徑，單位為m； ha為中央天線與邊帶天線高度，單位為m； r為邊帶天線到中央天線的距離，單位為m。
16、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，采用如下公式計(jì)算陰影區(qū)半徑 rt，從而得到反射網(wǎng)陰影區(qū)范圍；
17、；
18、；
19、 rt為陰影區(qū)半徑，單位為m； hr為反射網(wǎng)高度，單位為m； d為反射網(wǎng)直徑，單位為m， θdeg為反射網(wǎng)陰影區(qū)夾角度數(shù)，單位為度。
20、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，限制高度 h的計(jì)算公式如下：
21、；
22、其中 ha為中央天線與邊帶天線高度（即中央天線與邊帶天線到反射網(wǎng)的高度），單位為m； r為邊帶天線到中央天線的距離，單位為m； d為反射網(wǎng)直徑，單位為m； hr為反射網(wǎng)高度（即反射網(wǎng)離地高度），單位為m； hs為臺(tái)站海拔高度，單位為m；
23、 x為限高對(duì)應(yīng)的距離，其取值按下式進(jìn)行：
24、；
25、 rt為陰影區(qū)半徑，單位為m； dmax為障礙物相對(duì)于臺(tái)站的最大距離，單位為m。
26、障礙物海拔高度 ho與限制高度 h之間的差值 △h，
27、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，障礙物海拔高度 ho與限制高度 h之間的差值 △h的計(jì)算公式為：
28、 △h＝ h0 -h；
29、本發(fā)明的部分實(shí)施方案中，當(dāng) △h≥0時(shí)，表明障礙物的海拔高度超過(guò)了限制高度，判斷障礙物超出臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)限制范圍；此時(shí)，障礙物可能會(huì)對(duì)邊帶天線相位中心沿反射網(wǎng)邊緣延伸至地面的反射路徑造成阻擋，影響臺(tái)站的信號(hào)傳輸。
30、當(dāng) △h<0時(shí)，表明障礙物的海拔高度未超過(guò)限制高度，判斷障礙物未超出臺(tái)站反射網(wǎng)陰影區(qū)限制范圍，不會(huì)對(duì)反射路徑造成明顯阻擋。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
32、本發(fā)明方法能快速判斷多障礙物是否滿足多普勒全向信標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明方法不僅極大地縮短了傳統(tǒng)人工審核的時(shí)間，還顯著提高了判斷的準(zhǔn)確性和一致性，使導(dǎo)航臺(tái)站的安全運(yùn)行得到了更有力的保障。