[發(fā)明專利]一種消除降雨對X波段雷達觀測海浪的影響的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710570313.4
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107422320B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 陳忠彪;何宜軍;張彪
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種消除降雨對X波段雷達觀測海浪的影響的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：選取受降雨影響的X波段雷達圖像序列的強度值I(r，θ，t)，對該雷達圖像序列的強度值作經(jīng)驗正交函數(shù)分解，利用第一主模態(tài)重構波浪場I_r(r，θ)，其中，r為圖像中的點到雷達的距離，θ是方位角，t為采集數(shù)據(jù)的時間；

步驟2：對重構波浪場的一條徑向廓線I_r(r，θ₀)作復數(shù)連續(xù)小波變換，得到復數(shù)小波系數(shù)C(a，b)，其中θ₀為選取的徑向所在的方位角，a和b為小波變換的尺度參數(shù)和平移參數(shù)；

步驟3：對復小波系數(shù)的模|C(a，b)|沿平移參數(shù)b積分，

根據(jù)方程(1)找到最大模對應的尺度參數(shù)a_m，其中|·|表示模，b₁和b₂是最小和最大平移參數(shù)；

步驟4：找出復小波系數(shù)的輻角arg(C(a_m，b))的極大值，其極值點r_i就是徑向廓線I_r(r，θ₀)的極大值點，其中，arg(·)表示輻角，n是極大值的數(shù)量，i＝1，2，…，n；

步驟5：對于相鄰的兩個極大值點之間的徑向廓線，用以下函數(shù)進行擬合：

其中，r_i≤r≤r_i+1，i＝1，2，…，n-1；a_i、b_i和c_i是待定系數(shù)，可以用最小二乘法得到；m是正整數(shù)，一般可以取為2；確定方程(2)在r_i至r_i+1之間的極小值點r_j，其中r_i≤r_j≤r_i+1；

步驟6：從原始雷達圖像中選取方位角為θ₀的徑向的強度值I(r，θ₀)，運用步驟2～步驟4中的方法找出其極大值I(r_k，θ₀)，即雷達圖像中的波峰位置，其中r_k是極大值的位置，利用線性插值將其轉換到區(qū)間r_i≤r_k≤r_i+1；

步驟7：對于相鄰兩個極大值之間的區(qū)域，將步驟5確定的極小值處的回波強度置為1，即：I(r_j，θ₀)＝1，則該區(qū)間內共有兩個極大值和一個極小值；用正弦函數(shù)擬合極大值r_i和極小值r_j之間的區(qū)域r_i≤r≤r_j，得到：

I′(r，θ₀)＝a′sin(b′r+c′)+d′， (3) 其中，r_i≤r≤r_j，i＝1，2，…，n-1，各系數(shù)分別為：d′＝a′+1，I(r_i，θ₀)是在方位角θ₀、極大值r_i處的強度值；

對于極小值r_j和極大值r_i+1之間的區(qū)域r_j≤r≤r_i+1，其中i＝1，2，…，n-1，同樣用方程(3)擬合，得到該區(qū)間的強度值I′(r，θ₀)；重復步驟7得到方位角為θ₀的徑向的所有回波強度值，即校正降雨影響后的回波強度；

步驟8：對于不同方位角θ處的徑向強度值，重復步驟2～步驟7，可以得到消除降雨影響后的海面回波圖像的強度值I′(r，θ)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種消除降雨對X波段雷達觀測海浪的影響的方法，其特征在于：步驟2所述的復數(shù)連續(xù)小波變換中，小波母函數(shù)為復高斯小波函數(shù)：

其中，x是自變量，e是指數(shù)，i是虛數(shù)單位，c為使方程(4)滿足歸一化條件的常數(shù)。