[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)載氣象雷達(dá)波束指向自動(dòng)校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910587774.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110426690B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳娟;高霞;程宇峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/40
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/40
• 代理公司: 北京清大紫荊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

1.一種機(jī)載氣象雷達(dá)波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，利用數(shù)字高程地圖，在掃描過(guò)程中計(jì)算波束照射區(qū)域與理論照射區(qū)域的差異，自動(dòng)估計(jì)方位和俯仰波束指向誤差，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，所述校準(zhǔn)的具體實(shí)施步驟包括：

(1)載機(jī)平穩(wěn)飛行過(guò)程中，選擇波束校準(zhǔn)模式：使得雷達(dá)波束完全照射到地面，回波區(qū)分出雜波帶，雷達(dá)掃描同時(shí)錄取數(shù)據(jù)，完成一個(gè)掃描周期后，得到雷達(dá)接收到的地形回波數(shù)據(jù)；

(2)雷達(dá)數(shù)據(jù)預(yù)處理：將雷達(dá)回波數(shù)據(jù)計(jì)算模值，并在此基礎(chǔ)上估計(jì)噪聲功率，設(shè)置噪聲門(mén)限；

(3)俯仰指向誤差估計(jì)：根據(jù)雷達(dá)回波搭地位置與計(jì)算出的理論搭地位置進(jìn)行比較，通過(guò)位置的偏移估計(jì)出波束指向誤差；

(4)方位指向誤差估計(jì)：將一個(gè)掃描行的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)二值化處理，并提取補(bǔ)償俯仰指向誤差后的雷達(dá)掃描范圍內(nèi)的數(shù)字高程地圖數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行二值化處理，利用數(shù)據(jù)分塊的方法，計(jì)算雷達(dá)回波數(shù)據(jù)與數(shù)字高程地圖數(shù)據(jù)的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)方位指向誤差的估計(jì)；

(5)波束指向誤差校準(zhǔn)：將計(jì)算出的俯仰和方位波束指向誤差值進(jìn)行存儲(chǔ)，在雷達(dá)使用過(guò)程中調(diào)用該值進(jìn)行波束指向誤差校準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種機(jī)載氣象雷達(dá)波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟(3)中，俯仰指向誤差估計(jì)具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

1)對(duì)于每個(gè)方位回波數(shù)據(jù)，提取波束覆蓋區(qū)域，計(jì)算各方位回波數(shù)據(jù)的最近搭地距離；

2)根據(jù)載機(jī)經(jīng)度、緯度、高度、航向角、方位角、俯仰角信息，從數(shù)字高程地圖中提取波束照射方向的地形高度信息；根據(jù)地形高度、載機(jī)高度、波束指向信息，計(jì)算出理論上的最近搭地距離；

3)根據(jù)回波實(shí)際搭地距離和理論搭地距離的差異，估計(jì)俯仰波束指向誤差；

4)重復(fù)步驟1)～3)，估計(jì)出所有方位的俯仰波束指向誤差；

5)對(duì)俯仰誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到的結(jié)果作為俯仰波束指向誤差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種機(jī)載氣象雷達(dá)波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟(4)中，方位指向誤差估計(jì)具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

1)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)二值化處理，并將其分塊，并記錄每塊數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的中心方位角；

2)將雷達(dá)的俯仰角誤差的影響消除，從數(shù)字高程地圖中提取無(wú)俯仰誤差的地形信息，并考慮波束覆蓋和遮擋；

3)將提取出的數(shù)字高程地圖地形數(shù)據(jù)二值化處理，并進(jìn)行滑窗分塊，分塊大小與雷達(dá)數(shù)據(jù)一致，記錄每塊數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的中心方位角；

4)計(jì)算相關(guān)系數(shù)，對(duì)每個(gè)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)塊與數(shù)字高程地圖數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)塊進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，找出相關(guān)系數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算二者的中心方位角誤差；

5)重復(fù)步驟4)得到每一個(gè)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)塊的中心方位角誤差數(shù)據(jù)；

6)對(duì)中心方位角誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到的結(jié)果作為方位波束指向誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種機(jī)載氣象雷達(dá)波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟5)中的濾波處理，具體為中值處理。