基于MATLAB的等射束高度图制作方法

等射束高度图直接反映天气雷达站四周地物对雷达探测能力的影响，因此对于天气雷达选址至关重要。根据规范要求在天气雷达建设前期需要向上级主管部门提交拟建站址的等射束高度图，为此本位利用MATLAB实现了等射束高度图的绘制工作，通过此方法可以准确、快速地完成等射束高度图的制作。

雷达探测能力是指测雨雷达能够探测到多少云和降水，能够探测到的最大距离是多少，以及所取样的精度等[1]。拟建雷达站周边的地理环境(建筑物、山川等)直接影响着雷达的探测距离，因此有必要对拟建雷达站周边的地理环境进行定量测量。通过拟建雷达站的等射束高度图，可以直观地了解雷达四周的遮挡情况，定量地了解雷达各个方向的探测能力。

等射束高度图是根据雷达站四周地形、地物等的阻挡作用，假设在标准大气折射条件下，各个方向上波束中心轴线能够达到某一规定高度的最大距离的连线图，它能够直接反映雷达站四周地物遮挡对雷达探测能力的影响。根据《民用航空气象探测设施及探测环境管理办法》[2] (以下简称管理办法)第三十八条要求：新建或迁建天气雷达的备案材料要包括1 千米、3 千米和6 千米等射束高度图。

在绘制等射束高度中需要考虑雷达的架设高度、地球曲率和地物的遮蔽角等。等射束高度图的制作难点在于如何准确反映出地物对雷达探测能力在方位和距离上的影响。为解决此问题，本文利用MATLAB 实现等射束高度图的绘制，通过此方法可以准确、快速地完成等射束高度图的制作。

MATLAB 又称矩阵实验室，是一款由MathWorks 公司开发的程序设计环境，主要用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算[3] [4] [5] [6]。

2. 等射束高度图的制作步骤 利用MATLAB 进行等射束图的绘制需要遵循以下几个步骤： ① 获取10000 米范围内障碍物遮蔽角计算表 根据管理办法要求， 计算表(如表1 所示)必须由具有测量资质的机构出具。

表中的方位信息、遮蔽仰角和水平张角需要注意，为中心所处的因为后面等高度射束图的制作需要这些信息。方位信息表示以雷达的指北方向起，顺时针方向到障碍物方向之间的水平夹角；遮挡仰角表示雷达波束能够越过障碍物时的仰角；水平张角表示障碍物对雷达波束遮挡所形成的方位角度差值。将表中的遮蔽角信息和方位信息按照对应关系存入到文本文件中，便于后面MATLAB 程序调用。

Table 1. Calculation of shielding angle of obstacles within 10,000 meters 表1. 10,000 米范围内障碍物遮蔽角计算表 名称 真方位 海拔高度(米) 离地高度(米) 与雷达距离(米) 天线中心遮蔽仰角(度) 水平张角(度) ② 计算各方向上指定高度的雷达探测距离 根据标准大气时的雷达测高公式： ()21700072250000sin8500sinRHhδδ=−+− 其中h：雷达塔高，δ ：遮蔽角，令H 分别为1 千米、3 千米和6 千米，根据步骤①文本文件中雷达塔