[發明專利]一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法有效
| 申請號： | 201510073304.5 | 申請日： | 2015-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN104597449B | 公開（公告）日： | 2017-05-31 |
| 發明（設計）人： | 李勇;何力;宋偉;吳迪;黃翔飛 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G01S13/95 | 分類號： | G01S13/95 |
| 代理公司： | 南京鐘山專利代理有限公司32252 | 代理人： | 戴朝榮 |
| 地址： | 210016 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 機載 掃描 氣象 雷達 目標 垂直 輪廓 重建 方法 | ||
1.一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于，包括下述步驟：
步驟一、獲取至少8層氣象目標的多掃描回波數據；
步驟二、根據多掃描回波數據估算各層氣象目標反射率因子，并將反射率因子數據從極坐標系下轉換到直角坐標系下存儲；
步驟三、根據直角坐標系下存儲的反射率因子大小判斷并確定各層氣象目標中心位置、最遠邊界和最近邊界值；
步驟四、依據先驗的氣象目標反射率因子高度分布模型，修正目標中心位置反射率因子隨高度變化曲線；
步驟五、選取相鄰的兩層氣象目標反射率因子作為輸入數據；
步驟六、對上述兩層反射率因子分別在邊界內進行擬合及歸一化處理，并完成距離對準；
步驟七、在步驟六所得到的兩層數據之間，選取與下層相距一個垂直分辨單元的高度層作為待恢復層，插值得到其反射率因子歸一化變化曲線；
步驟八、判斷并確定該待恢復層氣象目標中心反射率因子及其與雷達天線相位中心的水平距離；
步驟九、判斷并確定該待恢復層水平距離范圍內所有散射點的反射率因子值；
步驟十、在兩層數據之間選取新的高度層，重復步驟七至步驟九，自下而上地逐層求出兩層之間所有垂直分辨單元上的目標反射率因子值；
步驟十一、選取新的一組相鄰層氣象目標反射率因子作為輸入數據，重復步驟六至步驟十，自下而上地對全部多掃描回波數據進行處理，得到完整的氣象目標垂直輪廓。
2.如權利要求1所述的一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于：所述多掃描回波數據由多掃描機載氣象雷達在至少8種下俯角工作條件下探測航路正前方氣象目標所獲取，并在由徑向距離、下俯角、方位角組成的極坐標下存儲。
3.如權利要求1所述的一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于：步驟二中，各層氣象目標反射率因子Z由下式計算得出：
其中，Pt是氣象雷達發射功率；Pr是回波功率；G0是天線波束中心方向上的增益；|K|2是由散射粒子介電性質決定的常數；λ是雷達波長；R是目標與氣象雷達間的距離。
4.如權利要求1所述的一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于：步驟二中，所述直角坐標系下存儲是指，按照徑向水平距離和垂直高度存儲。
5.如權利要求1所述的一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于：步驟六中，將所述兩層反射率因子分別在邊界內進行最小二乘擬合及歸一化處理，并對歸一化變化曲線按照兩層氣象目標中心距離對準。
6.如權利要求1所述的一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法，其特征在于：所述步驟八中，利用步驟四修正后的氣象目標中心反射率因子變化曲線以及步驟七中恢復層垂直高度，估計所述恢復層中心的反射率因子大小，同時根據兩層氣象目標中心與雷達的水平距離，線性插值估計出恢復層中心的水平距離。
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