雷达探测中的数学知识
雷达探测器是一种工业产品,主要用于交通测速监控领域,它可以通过接收雷达波频移数据计算物体运动速度,固定或流动测速时支持正向、背向两种车牌捕捉模式。此外,该设备在隧道地质勘测中被应用于自动化探测系统,并通过机械结构与控制协同提升探测稳定性.
雷达设备不仅可以固定在路面,也可以安装在巡逻车上,在运动中实现检测车速的功能,是“流动电子警察”非常重要的组成部分;雷达测速的误差较小,完全可以满足对交通违章查处的要求;国际上采用雷达测速已有20多年的历史,且技术成熟,成本低廉。车辆测速分为两种方式:正向测速和背向测速。正向测速就是雷达波和摄像机方向和汽车行进方向相反,车辆超速时摄像机拍摄车辆的前车牌。背向测速就是雷达波和摄像机方向和汽车行进方向一致,车辆超速时摄像机拍摄车辆的后车牌.
如图,雷达探测器测得六个目标A,B,C,D,E,F出现,按照规定的目标表示方法,圆的圈数为横坐标,线所在度数为纵坐标解答即可,如目标C,F的位置表示为$ C(6,120°),F(5,210°) $。则:
①【探究】按照此方法表示目标A,B,D,E的位置.A:
②【拓展】若目标C的实际位置是北偏西$ 30° $距观测站1 800m,目标F的实际位置是南偏西$ 60° $距观测站1 500m,请写出目标A,B,D,E的实际位置.

雷达探测器是一种工业产品,主要用于交通测速监控领域,它可以通过接收雷达波频移数据计算物体运动速度,固定或流动测速时支持正向、背向两种车牌捕捉模式。此外,该设备在隧道地质勘测中被应用于自动化探测系统,并通过机械结构与控制协同提升探测稳定性.
雷达设备不仅可以固定在路面,也可以安装在巡逻车上,在运动中实现检测车速的功能,是“流动电子警察”非常重要的组成部分;雷达测速的误差较小,完全可以满足对交通违章查处的要求;国际上采用雷达测速已有20多年的历史,且技术成熟,成本低廉。车辆测速分为两种方式:正向测速和背向测速。正向测速就是雷达波和摄像机方向和汽车行进方向相反,车辆超速时摄像机拍摄车辆的前车牌。背向测速就是雷达波和摄像机方向和汽车行进方向一致,车辆超速时摄像机拍摄车辆的后车牌.
如图,雷达探测器测得六个目标A,B,C,D,E,F出现,按照规定的目标表示方法,圆的圈数为横坐标,线所在度数为纵坐标解答即可,如目标C,F的位置表示为$ C(6,120°),F(5,210°) $。则:
①【探究】按照此方法表示目标A,B,D,E的位置.A:
(5,30°)
;B:(2,90°)
;D:(4,240°)
;E:(3,300°)
;②【拓展】若目标C的实际位置是北偏西$ 30° $距观测站1 800m,目标F的实际位置是南偏西$ 60° $距观测站1 500m,请写出目标A,B,D,E的实际位置.
答案
1. $(5,30°)\quad(2,90°)\quad(4,240°)\quad(3,300°)$;
2. 目标A的实际位置为北偏东 60°距观测站1 500 m,目标B的实际位置为正北方向距观测站 600 m,目标D的实际位置为南偏西 30°距观测站 1 200 m,目标E的实际位置为南偏东 30°距观测站 900 m.
2. 目标A的实际位置为北偏东 60°距观测站1 500 m,目标B的实际位置为正北方向距观测站 600 m,目标D的实际位置为南偏西 30°距观测站 1 200 m,目标E的实际位置为南偏东 30°距观测站 900 m.
解析
【分析】
解题首先明确题目给定的位置表示规则:横坐标为目标所在同心圆的圈数(从中心向外数,圈数依次递增),纵坐标为目标所在射线对应的角度。①中只需分别统计A、B、D、E四个点的圈数和对应射线角度,即可写出坐标;②中先根据已知C、F的圈数和实际距离,计算出每一圈代表的实际距离,再将各点的极角换算为方位角,结合圈数对应的实际距离,就能得到各点的实际位置。
【解析】
① 按照自定义坐标规则统计各点参数:
点A位于第5圈,对应射线角度为30°,故坐标为$(5,30°)$
点B位于第2圈,对应射线角度为90°,故坐标为$(2,90°)$
点D位于第4圈,对应射线角度为240°,故坐标为$(4,240°)$
点E位于第3圈,对应射线角度为300°,故坐标为$(3,300°)$
② 首先计算单圈对应实际距离:已知C在第6圈,实际距离观测站1800m,因此每圈代表的距离为$1800÷6=300m$,用F验证:F为第5圈,$5×300=1500m$,与已知F的实际距离一致,计算正确。
再将各点角度换算为方位角(90°为正北方向,0°为正东方向,270°为正南方向),结合距离计算实际位置:
目标A:圈数5,距离$5×300=1500m$,角度30°,为正北偏东60°,即北偏东60°距观测站1500m
目标B:圈数2,距离$2×300=600m$,角度90°,对应正北方向,即正北方向距观测站600m
目标D:圈数4,距离$4×300=1200m$,角度240°,为正南偏西30°,即南偏西30°距观测站1200m
目标E:圈数3,距离$3×300=900m$,角度300°,为正南偏东30°,即南偏东30°距观测站900m
【答案】
1. $(5,30°)、(2,90°)、(4,240°)、(3,300°)$
2. 目标A的实际位置为北偏东60°距观测站1500 m,目标B的实际位置为正北方向距观测站600 m,目标D的实际位置为南偏西30°距观测站1200 m,目标E的实际位置为南偏东30°距观测站900 m。
【知识点】
位置的表示、方位角识别
【点评】
本题结合雷达探测的实际场景,考查自定义规则下的位置表示方法,解题核心是先读懂规则中两个坐标参数的实际含义,再结合方位角的基础常识完成换算,难度较低,只要细心统计参数即可做对。
【难度系数】
0.7
解题首先明确题目给定的位置表示规则:横坐标为目标所在同心圆的圈数(从中心向外数,圈数依次递增),纵坐标为目标所在射线对应的角度。①中只需分别统计A、B、D、E四个点的圈数和对应射线角度,即可写出坐标;②中先根据已知C、F的圈数和实际距离,计算出每一圈代表的实际距离,再将各点的极角换算为方位角,结合圈数对应的实际距离,就能得到各点的实际位置。
【解析】
① 按照自定义坐标规则统计各点参数:
点A位于第5圈,对应射线角度为30°,故坐标为$(5,30°)$
点B位于第2圈,对应射线角度为90°,故坐标为$(2,90°)$
点D位于第4圈,对应射线角度为240°,故坐标为$(4,240°)$
点E位于第3圈,对应射线角度为300°,故坐标为$(3,300°)$
② 首先计算单圈对应实际距离:已知C在第6圈,实际距离观测站1800m,因此每圈代表的距离为$1800÷6=300m$,用F验证:F为第5圈,$5×300=1500m$,与已知F的实际距离一致,计算正确。
再将各点角度换算为方位角(90°为正北方向,0°为正东方向,270°为正南方向),结合距离计算实际位置:
目标A:圈数5,距离$5×300=1500m$,角度30°,为正北偏东60°,即北偏东60°距观测站1500m
目标B:圈数2,距离$2×300=600m$,角度90°,对应正北方向,即正北方向距观测站600m
目标D:圈数4,距离$4×300=1200m$,角度240°,为正南偏西30°,即南偏西30°距观测站1200m
目标E:圈数3,距离$3×300=900m$,角度300°,为正南偏东30°,即南偏东30°距观测站900m
【答案】
1. $(5,30°)、(2,90°)、(4,240°)、(3,300°)$
2. 目标A的实际位置为北偏东60°距观测站1500 m,目标B的实际位置为正北方向距观测站600 m,目标D的实际位置为南偏西30°距观测站1200 m,目标E的实际位置为南偏东30°距观测站900 m。
【知识点】
位置的表示、方位角识别
【点评】
本题结合雷达探测的实际场景,考查自定义规则下的位置表示方法,解题核心是先读懂规则中两个坐标参数的实际含义,再结合方位角的基础常识完成换算,难度较低,只要细心统计参数即可做对。
【难度系数】
0.7
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