雷达范文10篇

1应用软件MultigenCreator和VegaPrime介绍

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

1应用软件MultigenCreator和VegaPrime介绍

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

摘要：雷达模拟机课程设计与编写训练是管制技能培训的关键因素。DRS98雷达管制模拟机作为民航高校管制模拟训练的主要运行设备，其相关系统较于当前管制发展有一定的滞后性。通过添补编写训练系统的遗漏部分，修正与一线管制运行的差异部分，升级管制模拟机培训系统，从而达到管制指挥的基本要求。

关键词：雷达模拟机；训练编写；DRS98

近年来，极速增长的航班量刺激了管制人员的需求，同时也加大了管制培训的数量及要求。目前管制培训分为院校学生初级训练，入岗人员岗前训练和在岗人员复训三大部分。国内管制模拟机教学研究主要针对在模拟机培训制度，大多从教员角度、设备角度、教材角度、培训人数等方面探析，极少分析管制课件制作。训练编写系统作为模拟机训练的根本，由于长时间处于未更新状态，模拟机编写环境与相关设备存在功能局限，造成与管制一线的运行差异，导致模拟训练与实际管制指挥的严重脱节［1］。目前民航院校使用的雷达管制模拟训练设备主要为川大智胜生产的DRS98航管雷达模拟机和南京莱斯公司生产的”NUMEN-2000”型雷达管制模拟机。文章以DRS98航管雷达模拟机系统为参考编写环境，将训练计划与实际运行进行差异化比较，在模拟仿真数据生成上提出可行性建议，更为贴合管制员训练需求。

1DRS98编写环境描述

训练计划由DRS数据库NTBASE生成，完整的训练计划包括空域数据、飞行航迹数据、航路数据、管制席与机长位拓扑关系、航空器性能数据，以机场四字代码、航班号、训练计划名、机型型号来命名识别。从训练计划ROUTE*.FIL，TRACE*.DAT，BASIC.INF三个文件数据，与Ntbase编写数据进行对比参照［2］。Ntbase的编写窗口为Aircraft（机型数据）、Scenario（训练脚本数据）、Utility（通用数据）三大板块，需要实际运行数据进行填写，生成训练计划数据项，并加载到FTP在模拟机上指挥运行。

2差异与修正建议

摘要:本文主要研究线性调频连续波(LFMCW)雷达对呼吸信号的非接触式跟踪技术。首先由雷达发射线性调频连续波,采集含有人体生命体征信息的回波信号,然后进行滤波得到差拍信号,提取差拍信号的相位信息并进行展开,最后使用快速傅里叶变换来计算呼吸频率。

关键词:线性调频连续波雷达；呼吸频率监测；非接触式监测；距离跟踪

近年来,雷达技术在生产、生活等各个方面给人们提供了极大地便利。相较于传统接触式的生命体征检测方法,非接触式雷达传感器在灾难救援、反恐响应和紧急搜索等日常领域有着更广泛的应用。本文采用LFMCW雷达进行人体非接触生命体征检测[1],LFMCW雷达功耗低,具有较高的分辨率和系统集成度,且其目标信息保存在接收相位中,硬件处理相对简单,具有不可替代的优势。

1调频连续波雷达原理

LFMCW雷达系统包括信号发生器、发射天线、接收天线、滤波器和模数转换器等,图1为LFMCW雷达系统的简化框图。LFMCW雷达发射由信号发生器产生的线性调频连续波信号,雷达信号在遇到目标时被反射回来。正交接收机负责捕获回波信号并与发射信号正交混合,通过滤波器后得到差拍信号,差拍信号再经模数转换器后进行后续信号处理。

2雷达信号建模

摘要：本文主要探讨在民航空管监视雷达岗位工作中，针对近几年民航航线日益增多，航运需求日益增加的情况，民航安全越来越被大家关注，对民航空管监视雷达的岗位应急处理工作应加强实效，本人在从事空管监视雷达岗位将近20年的工作积累中，对于监视雷达岗位的应急处理工作进行分析。

关键词：民航空管；监视雷达技术；雷达岗位；应急处理

随着新疆地区航空市场需求持续增长，乌鲁木齐区域飞行架次增幅显著，尤其是疆内航路、航线飞行冲突明显增加，乌鲁木齐机场日起降架次已进入全国单跑道机场前列。新疆空管安全形势虽然整体平稳，但稳中有险、稳中有忧，安全压力日益加大。在民航全面加大强安全、强效率、强智慧、强协同的“四强空管”建设力度，努力实现空管高质量发展的背景下，本文结合监视雷达一线岗位的工作实际，从应急管理工作中的应急处置能力方面、岗位培训方面和各单位间相互协作方面，浅谈对于如何提高监视雷达岗位工作应急处理能力问题的思考。

1雷达

1.1空管监视雷达是提供空中飞行情报及态势的重要信息源之一，是确保飞行安全、实现雷达管制、提高空域流量和空域资源利用率的基础。空管系统中常用的雷达有一次监视雷达（PrimarySurveillanceRadar，PSR）和二次监视雷达（SecondarySurveillanceRadar，SSR）之分。1.2一次监视雷达的主要优点：一是由于采用非协同监视的手段,因此对机载航电设备的要求最低；二是一次监视雷达通常具有气象通道，具有较强的获取航路和机场的气象信息。在航空科技高度发展的今天，大部分飞行事故和延误都是由于天气因素引起的所以，这一优点对空管系统非常重要。一次监视雷达和二次监视雷达相比，存在没有目标识别码和高度信息（除相控阵雷达外）和易受气象和地杂波干扰的缺点。因此在应用中，通常和二次监视雷达合装使用。1.3二次雷达和一次雷达相比具有如下优点：二次雷达具有识别码，可以和ATC/ATM系统中的飞行计划相关联，具有高度码和应急标志；受地杂波和气象杂波的影响较小；以较小的发射功率实现较远的探测距离。二次雷达目前是现代空管系统必配的设备之一。1.4雷达室组织二次雷达培训①技术保障中心雷达运行保障室3月11日-3月15日举行了二次雷达实操培训，采用理论与实操相结合的方式对拟参加技能竞赛的选手开展有针对性地培训，力求让学员近距离接触此次监视信息探测系统专业的实操演练：恩瑞特电子DLC-100C二次雷达、深入掌握设备组成、系统操作，维护排故要点，设备技术指标测量等，增进学员对该套设备的理论和操作技能水平。②2019年是民航空管监视岗位职业技能大赛年，技能大赛对于一线监视人员来说既是展现自我的试金石，又是资质提升的铺路石，为使参加技能大赛的选手和教练熟练掌握常用的仪器仪表，提高设备维护维修方面的业务能力，同时提升培训的专业性和针对性，增强培训的效果，雷达室提前准备了培训需求，让授课工程师制定了培训课程。二位老师通过理论讲解和实操测试相结合的方式展开了讲解。通过五天的时间，从二次雷达的基本原理、测试技术及应用、操作规范、故障检测等方面详细介绍了DLC-100C型二次雷达、矢量网络分析仪、功率计、频谱分析仪、信号发生器、示波器、频率计，并分享了设备及仪表使用的注意事项。在二次雷达设备实操与仪表培训结束后，雷达室及时组织了实际操作考试，科室参加技能大赛的选手均参加了技能考试，考试现场严谨有序，选手们有条不紊，完成了实操考核大赛。③通过培训，参训学员不仅掌握了二次雷达设备的实际操作，同时也熟悉了仪表的日常使用，通过与技术工程师面对面的交流，了解到各类仪表的更多的适用背景和场合，进一步提高了仪表的利用率以及技术保障人员对监视设备的维护维修能力，同时也为2019年通导能竞赛做好了准备工作。

2平时加强民航应急模拟演练，熟悉掌握空管应急流程

1基本原理

通过语音提示告诉司机前方车辆的行驶方向，在显示器上显示出两车相距距离，前方车辆的速度；根据两车的速度和相距的距离判断车辆到达危险距离时，通过蜂鸣器进行安全警报，如果在危险时刻司机未采取任何措施，系统经过判断给自建的刹车系统一个加速，让车辆的速度减下来避免两车相撞。

2主要技术

系统用到的技术有倒车雷达技术、单片机对信息处理技术、显示器显示技术、语音提示技术、蜂鸣器技术、数字电阻芯片控制加速度技术。A、关键技术描述系统的关键技术有数字电阻芯片控制加速度技术和倒车雷达技术。B、主要技术及性能指标主要功能：显示出前方车辆的速度，两车相距的距离，语音提示前方车辆行驶的方向，声音警报，自动减速避免车辆相撞。性能指标数据及关键技术指标：探测两车距离范围：0.3m～80m。探测速度的精确度：<1m/s。加速度的大小由两车的速度和两车的相聚距离决定。加速度的精度：<0.1m/s2。C、优势和特点本系统可以测出前方车辆的速度和行驶方向，这在浓见度极低和探测远距离目标是传统的雾灯无法实现的。通过这可以让司机对前方车辆行驶的方向了如指掌。D、实现方法、检测方法项目技术实现的具体方法：第一，将超声波传感器安装在一个特定装置(一个半球与一个圆筒无缝衔接,圆筒的一端无盖)中，以防止其他车载雷达对本车车载雷达的影响；第二，让超声波传感器的发射器在接收器的前面，发射器后面固定一个大小适中的薄板；第三,在汽车的前方安装两个上述的装置,左右各一个，数据处理的是距离本车较近的一个超声波传感器输出的数据；第四,将驱动和超声波传感器相连，再将驱动和放大器相连，再将放大器与单片机相连；第五，将回波放大装置和超声波传感器相连，再将回波放大装置和整形装置相连，然后将整形装置和单片机相连；第六，选择合适的单片机以实现相应的功能；第七，将汽车中的自带的测速装置和单片机相连，来测算出前方车辆的速度；第八，将一个显示器和单片机相连，以便显示出前方车辆的速度和本车与前方车辆的距离；第九，将一个蜂鸣器和单片机相连，在车辆到达危险距离时进行声音警报，将语音提示系统加入，提示前方车辆的行驶方向；第十，将一个存储器和单片机相连，里面存储电阻和加速度对应关系的数据库；第十一，再建立一套刹车装置，由数字电阻芯片、放大器和电动机组成。当两车相距在危险距离时，单片机输出的相应信号传到动机进行减速，并不一定是停车，通过这可以防止司机在注意力不集中或者上面的警报装置出现问题等情况下进行应急，自动减速，可以防止前后车辆追尾；第十二，在整套系统中安装开关以控制本是否使用系统；第十三，对单片机进行相应的编程，以实现上述的功能；第十四，将程序烧录到单片机中。E、成果形态及未来设想成果形态：（原理图）从目前的技术来看，雷达技术经过上百年的发展已经变得很完善了，这也让我们这片的技术变得非常可靠。随着近些年的发展单片机技术也相当成熟，单片机的价格也降了下来，这将为我们的产品推广带来很大的推动作用，同时另一项重要组成元件——数字电阻芯片，技术上也已经很成熟了而且价格在可接受的范围内。我们产品的缺点是主要强调了预警作用而自动处理危机情况的功能太少。随着我们研究的深入以及对各种出现情况数据统计，将增强产品自动处理危机情况的功能。该项智能雷达预警系列产品在市场上有很大的前景，前期没有特别强劲的竞争对手。而该项目的高智能化、无人化，对人的快节奏生活方式带来很大程度上便利，安全可靠。故而全方位智能预警雷达定将取代老式的后视雷达。本项目推广应用长途货车，客车，私家汽车。

本文作者：程亚平孙喜红工作单位：黄淮学院

摘要：L波段二次测风雷达，是一种体制较新、自动化程度较高的新型雷达。其新型的探测系统基本实现了探测数据采集、监测和集成的自动化，提高了高空气象资料的质量和精度，但在运行中故障时有发生。分析了放球过程中方位驱动器告警、方位角显示数值跳变等常见的故障原因，对充分发挥雷达性能，延长雷达使用寿命，及时保证设备正常运作有一定借鉴作用。

关键词：L波段雷达；故障；原因；排除方法

高空探测雷达是高空气象探测的重要手段。L波段高空探测系统属于国家重点投资项目，是我国新一代高空气象探测系统的重要组成部分。它由地面L波段二次测风雷达和高空数字化电子探空仪组成，具有自动化程度高、精度高、时效快、能耗少、体积小、重量轻等特点。郑州站已于2005年建成投入使用，该台站的建成投用，将为河南省气象预报、防灾减灾，特别是重大灾害性天气提供更加全面、及时、准确的高空气象基本数据。为了充分发挥雷达的性能，延长雷达的使用寿命，现把实际工作中遇到的雷达故障现象进行分析，将故障个例和解决方法列举出来，以供维修人员参考。

一、放球过程中方位和仰角驱动器告警

(1)打开驱动分机的盖板，观察方位驱动器显示情况，一般都是26号告警。这是由于发射机和方位驱动电机都装配在天线座里，相互之间有轻微干扰，如果屏蔽不好，发射机高频信号干扰方位驱动电机，使得方位驱动电机的编码器信号受到发射机影响，方位产生过速告警，导致天线方位不转，驱动分机的“A报警”亮红灯，“A准备好”灯不亮。

解决方法：将方位驱动电机及插头重新包裹，尽量将驱动电机上两根电缆线全部放进屏蔽罩里，以达到最佳的屏蔽效果，故障即可排除。

摘要：介绍了基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统?熏该系统以直接数字频率合成技术（DDS）为基础，以单片机为控制核心，采用高速高精度脉内测频技术精确测量米波脉冲雷达的发射频率，并根据测量结果由单片机控制本机振荡器，改变其输出的本振频率，保证中频频率稳定，确保雷达接收机的技术、战术性能得到充分的发挥。

关键词：本机振荡器直接数字频率合成自动频率控制脉内测频

雷达系统根据其工作频率一般分为米波雷达、分米波雷达和厘米波雷达，其接收机通常是超外差形式的。分米波雷达和厘米波雷达由于其工作频率较高，一般都有自动频率控制（AFC）系统，控制本振频率自动跟踪发射频率的变化，或者控制发射频率自动稳定在本振频率对应的频率点上，保证雷达接收机的中频频率稳定。但是传统的模拟式单环路或双环路AFC系统由于受模拟电路本身的局限，使得AFC的跟踪速度慢、跟踪频率范围窄、精度低，甚至有可能出现错误跟踪的情况；此外，控制本振的自频控雷达由于在本机振荡器上加装了频率调整装置，影响了本振的频率稳定度，这对动目标雷达而言是难以接受的。米波雷达由于其工作频率较低，基本上没有自动频率控制系统，但是米波雷达的发射机工作频率和接收机本机振荡频率由于环境温度、电源电压和负载变化而发生一定的变化，其变化范围从几十千赫兹到数百千赫兹，通常在500～600kHz之间。虽然由此造成的中频频率变化量的绝对值不会超出中频放大器的通频带范围（中频放大器的通频带通常≤1MHz），但是数百千赫兹的变化量使回波信号不能得到最有效的放大，造成雷达接收机技术、战术性能降低，此时即使加装DSU（DigitalStableUnit）设备，也由于中频频率漂移的影响，使DSU的性能无法得到最有效的发挥。

应用锁相环频率合成技术实现雷达自动频率控制系统已经是比较成熟的技术方案，这种方案的应用解决了非相参雷达的自动频率跟踪与本振频率稳定度之间的矛盾，但是锁相环固有的大惯性、大步进间隔和非线性误差却严重地限制着锁相环自动频率控制系统的性能，使其无法满足高速、高频率分辨率、大带宽的要求。

DDS技术是近几年来迅速发展的频率合成技术，它采用全数字化的技术，具有集成度高、体积小、相对带宽宽、频率分辨率高、跳频时间短、相位连续性好、可以宽带正交输出、可以外加调制的优点，并能直接与单片机接口构成智能化的频率源。基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统是新一代的自动频率控制（AFC）系统，它以直接数字频率合成技术（DDS）为基础，以单片机为控制核心，通过高速高精度脉内频率测量模块对雷达发射频率进行精确测量，然后由单片机控制DDS，对发射频率进行搜索和跟踪。因此它是一种易于实现的数字式智能化自适应频率控制系统。

图2DDS频率合成模块结构图

摘要：介绍了激光雷达在输电线路巡检中的关键技术，总结了点云精细分类和三维重建的方法并探讨了未来研究方向，归纳了激光雷达在线路巡检中的具体应用，可为相关行业提供参考。

关键词：激光雷达；输电线路；点云分类；三维重建；关键应用

我国不断发展电力事业，电网建设得到迅速发展，现已形成华北、东北、华中、华东、西北、南方六大区域电网，规模位居世界首位。我国在“十三五”规划期间又对电力行业提出更高要求，指出要在2016－2020年间开始建设±1100kv高压输电线路，同时提升大电网调度运行能力，加强电网灾害预防，使电网安全运行技术达到世界前列。如今电网结构日益复杂，线路长度不断增长，采用传统人工巡检不但耗时耗力，而且无法做到及时发现隐患、排除隐患。机载激光雷达技术作为一种新型对地观测技术，能够快速进行探测，获取目标探测物的三维空间信息，并利用点云数据构建真三维模型，还原输电线路走廊地貌，弥补了人工巡检的不足，无疑成为输电线路巡检技术未来探索和发展的方向。自20世纪50年代起，欧美、日本等发达国家开始将激光雷达系统应用于输电线路抢修。我国则起步较晚，在2009－2013年间还处于技术探索阶段，主要进行小规模科研实验，2013年以后开始大规模应用，该技术在国网、南网等大型电网公司的生产项目中取得了不错的成果，如国网通用航空有限公司在国内率先应用机载激光雷达进行输电线路巡线，结合带电维修，形成了系统的运维业务。2016年河南省电力公司首次将无人机与激光雷达三维成像技术结合用于500kv线路巡检。同年，广东电网采用无人机机载激光雷达对汕头110kv岗河线、棉河线进行扫描。2018年国网雅安电力（集团）公司对220kv下石一、二线输电线路开展了实验工作。机载激光雷达技术的产生大量减少了人力物力的投入，提高了生产效率，随着成本逐步降低，必将在全国范围内扩大应用。本文将对机载激光雷达关键技术和在电力巡检中的具体应用进行论述，展望了激光雷达技术的发展前景。

1关键技术

1.1激光雷达系统。激光雷达技术是近十几年发展起来的一种新的空间信息采集技术，通过发射高频率激光脉冲，对目标地物进行扫描，获取海量点云数据。这些数据不仅包含目标物体的三维信息，还包含几何结构、弱纹理和语义信息。激光雷达系统在功能上整合了激光雷达技术、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS），通过搭载于不同的遥感平台，实现了高精度地形地貌数据的快速采集。其拥有以下几个特点：①数据精度高，目前激光雷达可获得毫米甚至微米级别的探测。②数据量大。激光雷达每秒可以获取数十万个点云数据，这为后期对目标地物进行还原和建模提供了大量可靠的数据资源。③不受天气、太阳高度角、地形等自然条件影响，支持全天候作业。④激光雷达不受电磁波的干扰，因此在低空、超低空的条件下仍可获得清晰的影像。激光雷达系统根据搭载平台的不同可分为星载、机载、车载和地面4类，其中机载激光雷达（如图1）受天气影响小，扫描角度灵活，应用最为广泛，目前已有70余种机载激光雷达系统投入市场，如瑞士Leica公司研发的ALS60、加拿大Optech公司的ALTM、奥地利IGI公司的RIGEL等。1.2数据存储。激光雷达系统获取的海量点云数据在丰富了地理空间信息的同时也产生了数据存储管理问题。面对GB甚至TB级别的点云数据，单机内存有限，基于全内存的存储方式不再适用，如何进行高效存储是一项重要的研究课题。基于分布式的存储技术为海量数据存储提供了新的思路，其采用可扩展的系统架构，利用多台普通服务器组成分布式服务集群共同分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，提高了系统的可靠性、可用性和存取效率、降低了开发成本。分布式存储系统分为关系型数据库和非关系型数据库，其中非关系型数据库更适合于非结构化的点云数据存储。目前已经成熟的技术有HBase、Cassandra和MongoDB等，研究人员基于非关系型数据库进行了海量数据存储的方案设计和研究。2010年崔鑫[1]提出了基于HBase的海量数据分布式存储的解决方案，并设计了并行处理引擎MapReduceGIS；2012年张广弟[2]提出一种基于MongoDB和MapReduce的数据存储与并行处理解决方案；2016年郭瑞[3]基于MongoDB搭建Sharding集群，对激光点云数据存储和并行处理进行了测试，结果表明该集群具有良好的故障转移恢复和可扩展性等特性。1.3激光点云精细分类。激光点云精细分类（如图2）是将一系列离散的、不连续的点云按照一定的标准规范进行提取和识别。这一部分内容是激光雷达数据处理的重中之重，约占整个数据后处理60%～70%的工作量，是构建数字地面模型、复杂场景建设等后续应用的基础，因此研究也最多。由于激光雷达获取的点云数据包含了所有地物点，所以对输电线路走廊进行分析前需要先从海量点云数据中分离出地面点（即滤波），然后将非地面点按照一定的规则细分出输电线路（杆塔、导线）、建筑、植被（高植被、低植被）、桥梁等，主要流程如图3所示。其中地面点滤波主要分为基于坡度[4]、基于形态学、基于曲面拟合、基于不规则三角网（TIN）[5]、基于分割和基于机器学习6种方法。其中基于不规则三角网算法最为稳健，能够较好地处理具有阶跃特征的地貌[6]，其原理是首先对区域进行网格划分，然后将各网格中的最低点作为地面种子点建立不规则三角网，通过测量非种子点到所在三角形的反复角和反复距离，将满足阈值条件的点加入TIN中，最终分离出地面点[7]。对于除地面以外的其他地物，多利用其自身点云形态、点云密度、高度差和回波次数等特征进行区分。例如导线位于电力走廊最上部，呈线状分布且只具有一次回波；杆塔在空间上点云密度大，俯视时轮廓为矩形；树木的点云形态多不规则、密度较大，具有多次回波；建筑物屋顶则多呈规则矩形，一般只具有一次回波。利用这些特性，通过一定算法可将不同地物从点云中分别提取出来。由于输电线路地处环境复杂，探索不同地形情景下的点云滤波仍是今后的热点，融合不同滤波算法的优势将有利于提高地面点云提取精度。此外目前地物分类技术多针对单一地物的提取，不同地物需要采取不同的分类算法，为了降低地物分类的复杂程度，摆脱过度依赖人工定义特征[8]，提高工作效率，研究人员正在朝着机器学习、神经网络等方向进行输电线路走廊地物自动识别和提取。李晓天等[9]基于层次分析和神经网络对滁州市郊区地物进行自动分类，能够较好的区分出大比例尺地形图要素；熊艳等[10]利用随机森林法分类，有效降低了数据特征维度。机器学习将在未来电力走廊地物分类中有很大的发展空间，但是在样本特征选择、样本数量、分类器选择、模型训练等多个方面还需进行深入研究。此外由于激光雷达设备自身性能原因导致采集到的点云数据质量不高，常会出现点云数据缺失等问题，因此除了对方法进行改进外，对于硬件设备的研发也是突破地物精细分类的一个重要途径。1.4三维重建技术利用激光雷达获取的海量高精度点云数据，采用三维重建技术可真实再现输电线路及走廊内地物、地貌特征以及输电设备的空间信息，便于巡检人员进行危险点检测，分析不同工况条件下线路安全情况，便于在电力走廊建设前期进行优化选线，提高线路设施集中数字化管理效率和水平，具有很好的社会效益和经济效益。三维重建主要包括导线重建和杆塔、绝缘子等其他地物的重建（如图4）。输电导线重建是后期散股、断股等缺陷识别和交跨距离量测的基础，因此是输电线路设施重建的主要对象。输电导线模型归结起来主要分为两类，一类是“间接法”，另一类是“直接法”。“间接法”在建模时考虑了点云的水平误差和高程误差，并将电力线三维重建模型分为两部分，例如直线和悬链线模型[11]、直线和一元二次多项式（拋物线）模型[12]、直线和二元多次多项式模型[13]；而“直接法”仅考虑点云的高程误差、直接对电力线进行建模，如多项式模型[13]。直线与悬链线相结合的模型是最为经典的算法，主要涉及导线在水平面的投影和在铅锤面的投影。其中水平投影采用法线式方程构建，如式（1）：d=x×cosα+y×sinα（1）含义为过原点向直线做一条垂线段，该垂线段所在直线的倾斜角为α，其中d代表导线在水平面的长度。导线在铅锤面上近似作为悬链线，如式（2）：y=×αh−cos1αx（2）式中，k、C1、C2为悬链线系数。对于导线模型构建的研究很多，梁静等[14]采用人机交互法提取导线点云，利用多项式模型进行拟合；林祥国等[15]基于随机分层抽样和悬链线模型进行了单档单根导线重建拟合；周汝琴等[16]利用二分法对分裂导线子导线进行提取，并采用悬链线模型拟合；汪骏等[17]基于点云分段、聚类分析和悬链线拟合进行分裂导线精细三维重建研究。基于激光点云的其他地物重建多依据点云空间分布特点，采用人工勾画或通用模型替代。以杆塔重建为例，国外虽有软件可以利用人机交互方式生成模型，但是比较粗糙，因此一般通过点云获取杆塔高度、杆塔挂点、绝缘子长度及类型等数据，生成简易杆塔模型，该模型可用于分析导线的安全距离及受力情况，如不同工况的安全距离分析、风偏模拟分析、覆冰模拟分析、杆塔倾斜分析等。三维重建技术为实现输电线路三维可视化提供了技术支撑，为输电线路信息管理提供了便利，其中仍存在一些问题：①在导线重建研究中，对于单一导线三维重建算法研究较多，而对于分裂导线的研究较少。由于分裂导线跨度大，相邻导线间隔小，加之点云数据缺失、激光雷达系统噪声等不可避免的因素影响使得拟合重建困难，通常只把分裂导线当作单导线处理，造成了许多细节丢失，在高压、超高压、特高压电路分析时往往得不到理想结果；②目前电力走廊中的其他地物的模型多为辅助导线安全距离分析等简单功能而建，其自身的缺陷无法识别分析，例如杆塔倾斜、绝缘子自爆别以及其他电力设施的故障。难以满足输电线路精细建模以及高精度分析等需求。

2机载激光雷达主要应用

摘要：介绍了基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统?熏该系统以直接数字频率合成技术（DDS）为基础，以单片机为控制核心，采用高速高精度脉内测频技术精确测量米波脉冲雷达的发射频率，并根据测量结果由单片机控制本机振荡器，改变其输出的本振频率，保证中频频率稳定，确保雷达接收机的技术、战术性能得到充分的发挥。

关键词：本机振荡器直接数字频率合成自动频率控制脉内测频

雷达系统根据其工作频率一般分为米波雷达、分米波雷达和厘米波雷达，其接收机通常是超外差形式的。分米波雷达和厘米波雷达由于其工作频率较高，一般都有自动频率控制（AFC）系统，控制本振频率自动跟踪发射频率的变化，或者控制发射频率自动稳定在本振频率对应的频率点上，保证雷达接收机的中频频率稳定。但是传统的模拟式单环路或双环路AFC系统由于受模拟电路本身的局限，使得AFC的跟踪速度慢、跟踪频率范围窄、精度低，甚至有可能出现错误跟踪的情况；此外，控制本振的自频控雷达由于在本机振荡器上加装了频率调整装置，影响了本振的频率稳定度，这对动目标雷达而言是难以接受的。米波雷达由于其工作频率较低，基本上没有自动频率控制系统，但是米波雷达的发射机工作频率和接收机本机振荡频率由于环境温度、电源电压和负载变化而发生一定的变化，其变化范围从几十千赫兹到数百千赫兹，通常在500～600kHz之间。虽然由此造成的中频频率变化量的绝对值不会超出中频放大器的通频带范围（中频放大器的通频带通常≤1MHz），但是数百千赫兹的变化量使回波信号不能得到最有效的放大，造成雷达接收机技术、战术性能降低，此时即使加装DSU（DigitalStableUnit）设备，也由于中频频率漂移的影响，使DSU的性能无法得到最有效的发挥。

应用锁相环频率合成技术实现雷达自动频率控制系统已经是比较成熟的技术方案，这种方案的应用解决了非相参雷达的自动频率跟踪与本振频率稳定度之间的矛盾，但是锁相环固有的大惯性、大步进间隔和非线性误差却严重地限制着锁相环自动频率控制系统的性能，使其无法满足高速、高频率分辨率、大带宽的要求。

DDS技术是近几年来迅速发展的频率合成技术，它采用全数字化的技术，具有集成度高、体积小、相对带宽宽、频率分辨率高、跳频时间短、相位连续性好、可以宽带正交输出、可以外加调制的优点，并能直接与单片机接口构成智能化的频率源。基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统是新一代的自动频率控制（AFC）系统，它以直接数字频率合成技术（DDS）为基础，以单片机为控制核心，通过高速高精度脉内频率测量模块对雷达发射频率进行精确测量，然后由单片机控制DDS，对发射频率进行搜索和跟踪。因此它是一种易于实现的数字式智能化自适应频率控制系统。

图2DDS频率合成模块结构图