[實(shí)用新型]風(fēng)廓線雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測(cè)處理板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120394630.3
• 申請(qǐng)日: 2011-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN202433521U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡明寶;李妙英;賀宏兵;張鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)氣象學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G01S7/36;G01S13/95
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)廓線雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測(cè)處理板，用于風(fēng)廓線雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)。?

背景技術(shù)

風(fēng)廓線雷達(dá)(wind?profiling?radar/wind?profiler?radar)是一種新型的測(cè)風(fēng)雷達(dá)，能夠無(wú)人值守24小時(shí)連續(xù)提供大氣水平風(fēng)場(chǎng)、垂直氣流、大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)等氣象要素隨高度的分布，具有時(shí)空分辨率高、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，是進(jìn)行高空氣象探測(cè)的重要設(shè)備，是當(dāng)前常規(guī)氣球測(cè)風(fēng)體制的重要補(bǔ)充，是開展天氣預(yù)報(bào)和氣象保障的新手段。?

雷達(dá)接收的回波信號(hào)中，不但有目標(biāo)信號(hào)，也存在噪聲和雜波等各種干擾信號(hào)，雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)就是指在各種干擾的情況下，去找出真正的目標(biāo)。因此雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)是提高數(shù)據(jù)可信度和數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要一環(huán)。?

雷達(dá)要探測(cè)的目標(biāo)通常是運(yùn)動(dòng)著的物體，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和固定雜波的理論基礎(chǔ)是它們?cè)谝苿?dòng)速度上的差別，由于運(yùn)動(dòng)速度不同而引起回波信號(hào)的多普勒頻率不相等，從而可以區(qū)分出不同的物體，這是雷達(dá)中采用動(dòng)目標(biāo)顯示和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的基本思想。?

風(fēng)廓線雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)與其它雷達(dá)具有不一樣的特點(diǎn)。目前，風(fēng)廓線雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)最簡(jiǎn)單的做法，是對(duì)功率譜幅度最大值的檢測(cè)法，這種方法認(rèn)為信號(hào)總是最強(qiáng)的，因此在功率譜上找出最大值所在的位置，并被當(dāng)作是湍流目標(biāo)譜峰。但有強(qiáng)雜波干擾時(shí)，這種方法會(huì)導(dǎo)致很大誤差。?

由于湍流回波信號(hào)弱，風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)時(shí)極易受地雜、鳥等的污染。目前已經(jīng)提出了多種從風(fēng)廓線雷達(dá)譜中去除雜波的方法，例如，主要應(yīng)用的NIMA(NCAR?Improved?Moment?Algorithm)方法。NIMA方法主要用于剔除地雜波影響，它認(rèn)為某點(diǎn)是否為地雜波的主要特征是對(duì)稱性和曲率，將這些特征值代入一個(gè)合成公式中，根據(jù)輸出值的大小，來(lái)判定是信號(hào)還是雜波。NIMA算法中的參數(shù)需要依據(jù)不同的設(shè)備、不同的測(cè)量地點(diǎn)進(jìn)行配置，比較繁瑣。?

目前業(yè)務(wù)化風(fēng)廓線雷達(dá)中通用的是“客觀化方法”處理板?！翱陀^化方法”認(rèn)為譜密度值大于噪聲電平的頻點(diǎn)全部是信號(hào)，然后對(duì)整個(gè)譜進(jìn)行積分計(jì)算出譜矩。當(dāng)干擾使得功率譜上出現(xiàn)多個(gè)譜峰時(shí)，這種方法實(shí)際上是譜峰和所占寬度的加權(quán)，結(jié)果反映的是信號(hào)與各種干擾的總效果。當(dāng)回波信號(hào)比較強(qiáng)，譜峰包絡(luò)比較明顯時(shí)，目標(biāo)的檢測(cè)是比較容易的；但是風(fēng)廓線雷達(dá)的回波信號(hào)通常都比較弱，常常有雜波干擾，很多雜波都能掩蓋真實(shí)的回波。在這種情況下，采用“客觀化方法”進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)和各階矩計(jì)算，效果較差。?

因此，需要研究一種新的風(fēng)廓線雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測(cè)處理板，能夠同時(shí)滿足處理的實(shí)時(shí)性和檢測(cè)效果兩方面的要求，以提高風(fēng)廓線雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的質(zhì)量。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)廓線雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測(cè)處理板，該方法以實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)處理為目標(biāo)，不進(jìn)行繁瑣的計(jì)算，同時(shí)又較好地消除了雜波干擾的影響。?

根據(jù)本實(shí)用新型的主要方面，該風(fēng)廓線雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測(cè)處理板包括包括信號(hào)預(yù)處理器、連接在信號(hào)預(yù)處理器下游的噪聲計(jì)算器、連接在噪聲計(jì)算器下游的譜線檢測(cè)儀、連接在譜線檢測(cè)儀下游的速度檢測(cè)儀、連接在速度檢測(cè)儀下游的連續(xù)性檢測(cè)儀以及連接在連續(xù)性檢測(cè)儀下游的譜矩計(jì)算器；在信號(hào)預(yù)處理器中輸入風(fēng)廓線雷達(dá)的功率譜并對(duì)所輸入的功率譜進(jìn)行預(yù)處理；在噪聲計(jì)算器中計(jì)算噪聲并以分段平均法確定噪聲電平；在譜線檢測(cè)儀中對(duì)功率譜進(jìn)行初步檢測(cè)及分類檢測(cè)，初步檢測(cè)包括幅度檢測(cè)、譜寬檢測(cè)以及包絡(luò)檢測(cè)，而分類檢測(cè)包括對(duì)譜線進(jìn)行試探性切除、根據(jù)切除結(jié)果進(jìn)行分類判斷以及根據(jù)類別進(jìn)行譜峰分離；在速度檢測(cè)儀中檢測(cè)測(cè)速模糊程度并對(duì)湍流目標(biāo)功率譜進(jìn)行速度訂正；在連續(xù)性檢測(cè)儀中檢測(cè)湍流目標(biāo)功率譜的連續(xù)性并對(duì)湍流目標(biāo)功率譜進(jìn)行連續(xù)性修正；在譜矩計(jì)算器中進(jìn)行譜矩計(jì)算并輸出結(jié)果。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述信號(hào)預(yù)處理器包括插值處理模塊。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述信號(hào)預(yù)處理器包括滑動(dòng)平均處理模塊。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述插值處理模塊是零速度點(diǎn)插值處理模塊。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述插值處理模塊在進(jìn)行插值處理時(shí)采用零速度點(diǎn)左右兩邊的譜密度值的平均值來(lái)代替零速度點(diǎn)值。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述滑動(dòng)平均處理模塊是三點(diǎn)滑動(dòng)平均處理模塊。?

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型以上各方面中的特征可以在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)自由組合，而并不受其順序的限制——只要組合后的技術(shù)方案落在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神內(nèi)。?

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，其中：?