[發(fā)明專利]海洋回波一階Bragg峰位置檢測方法

有效

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• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110109079B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 董英凝;楊春奇;鄧維波;張鑫;楊強;于長軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

海洋回波一階布拉格峰位置檢測方法，本發(fā)明涉及海洋回波位置檢測方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有方法查找到的布拉格峰位置不準確的問題。過程為：求得理論布拉格頻率、布拉格頻偏的最大值；確定布拉格峰的搜索范圍、閾值、每個極大值點的頻率；記錄J中小于esp1的個數k；得到初始的正負一階布拉格峰值點；計算初始的正負一階布拉格峰頻率與逼近函數差的絕對值，若Δ1_β≤esp2且Δ2_β≤esp2，則正負一階布拉格峰頻率的取值為初始的每個海態(tài)單元的正負一階布拉格峰值點的頻率；否則，判斷k的取值，若k＝1，則正負一階布拉格峰頻率的取值為逼近值；若k1，計算正負一階布拉格峰點。本發(fā)明用于高頻地波雷達探測領域。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋回波Bragg峰位置檢測方法，用于高頻地波雷達探測領域。

背景技術

高頻地波雷達可以突破地球曲率的限制，探測到視線以下的目標。在雷達回波中往往摻雜著大量的干擾和噪聲。海洋回波是高頻雷達回波中最主要的干擾之一，它的能量往往很高，嚴重影響目標的檢測，應對其加以抑制；但從另一方面來講，海洋回波包含著大量的海態(tài)信息，是海態(tài)反演的主要檢測對象。

大量的觀測結果表明海洋回波的產生機理可以由布拉格諧振原理來解釋，即當高頻電磁波照射到粗糙的海面上時，電磁波會與海面相互作用發(fā)生強烈的散射，從而產生一階海洋回波。理論上，一階海洋回波會在雷達回波RD譜的頻率軸上形成一對關于零頻對稱的能量尖峰，即Bragg(布拉格)峰。當海面有海流時，會在產生Bragg散射的海浪傳播方向上存在徑向分量，這個徑向的速度分量會產生多普勒頻移，使得Bragg峰偏離其原有位置。

傳統(tǒng)的一階海洋回波檢測方法是局部峰值檢測法，其特點是將檢測范圍內的幅度最大值點視為Bragg(布拉格)峰，但相參積累時間長會帶來頻譜分裂，這會使Bragg峰分裂；高頻噪聲干擾會使Bragg峰附近的譜有毛刺，這些情況下，都會使得查找到的Bragg峰位置不準確。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有方法查找到的Bragg峰位置不準確的問題，而提出海洋回波一階Bragg峰位置檢測方法。

海洋回波一階Bragg峰位置檢測方法具體過程為：

步驟一：由雷達的工作頻率f₀，求得理論布拉格頻率f_B；

步驟二：雷達探測洋流徑向流速的最大值V_m，根據洋流徑向流速的最大值V_m求出布拉格頻偏的最大值Δf_m；

步驟三：根據步驟二中求得的布拉格頻偏的最大值Δf_m與步驟一中得到的理論布拉格頻率f_B，確定正負一階布拉格峰的搜索范圍；

步驟四：在每個海態(tài)單元上劃定噪聲區(qū)，將多普勒頻率在[-2f_B,2f_B]范圍外的區(qū)域劃分為噪聲區(qū)，取噪聲區(qū)的幅度均值作為基底噪聲Np；設定最小信噪比SNR，由Np與SNR的和得到閾值T；

步驟五：在步驟三求得的正負一階布拉格峰搜索范圍內分別查找幅度值大于閾值T的極大值點，假設負一階布拉格峰搜索范圍有M個極大值點，正一階布拉格峰搜索范圍有N個極大值點，M≥1，N≥1，分別計算出每個極大值點的頻率，記做為負一階布拉格峰搜索范圍內第i個極大值點的頻率，為正一階布拉格峰搜索范圍內第j個極大值點的頻率；

步驟六：用正一階布拉格峰搜索范圍內第j個極大值點的頻率減去負一階布拉格峰搜索范圍內第i個極大值點的頻率后再減去2f_B，依次遍歷，取絕對值，得到一個N×M的矩陣J，設定誤差精度esp1，記錄J中小于esp1的個數k；