[發明專利]毫米波雷達泥石流智能監測預警系統與方法有效
| 申請號： | 201911096285.2 | 申請日： | 2019-11-11 |
| 公開（公告）號： | CN110927723B | 公開（公告）日： | 2021-01-01 |
| 發明（設計）人： | 張鳴之;馬娟;褚宏亮;黃喆;薛躍明 | 申請（專利權）人： | 中國地質環境監測院 |
| 主分類號： | G01S13/95 | 分類號： | G01S13/95;G01S7/41 |
| 代理公司： | 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447 | 代理人： | 曹寒梅 |
| 地址： | 100081*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 毫米波 雷達 泥石流 智能 監測 預警系統 方法 | ||
1.一種毫米波雷達泥石流智能監測預警方法，其特征在于，包括：
產生兩路相同的微波信號，其中一路微波信號為第一微波信號，另一路微波信號為第二微波信號；
向被監測的泥石流區域發射所述第一微波信號；
接收被所述泥石流區域反射回來的回波信號；
將反射回來的回波信號通過混頻器與所述第二微波信號進行下變頻處理，并對下變頻處理后的反射回來的回波信號進行濾波和放大，得到回波中頻信號；
對所述回波中頻信號進行采樣；
基于采樣后的回波中頻信號對被監測的泥石流區域進行成像，得到關于被監測的泥石流區域的圖像；
利用所述圖像來監測被監測的泥石流區域的變化；
基于監測到的變化進行泥石流預警；
其中，所述方法還包括：估計泥石流滑坡速度；
其中，所述估計泥石流滑坡速度包括：
在下變頻處理得到的回波中頻信號經歷殘余視頻相位補償處理之后，對殘余視頻相位補償處理后的回波中頻信號進行一維距離向壓縮處理；
在得到了Q個一維距離向壓縮處理數據之后，將Q個一維距離向壓縮處理數據組成Q行N列矩陣，其中N為距離向采集點數，Q為總的采集周期數；
對所得到的矩陣信號組進行列向FFT變換；
在變換得到的頻域中尋找尖峰位置；
計算所述尖峰位置處的滑坡速度值作為所估計的泥石流滑坡速度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于監測到的變化進行泥石流預警，包括：
在監測到的變化指示所述圖像中變化的像素數量超過預設閾值時，進行泥石流滑坡預警。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所估計的泥石流滑坡速度為：
其中，f0為中心頻率，Br為信號帶寬，V為所估計的泥石流滑坡速度，C為電磁波速度，fv為目標的多普勒頻率值。
4.一種毫米波雷達泥石流智能監測預警系統，其特征在于，包括：
陣列天線，用于向被監測的泥石流區域發射第一微波信號，并接收被所述泥石流區域反射回來的回波信號；
MIMO模塊，用于將反射回來的回波信號通過混頻器與第二微波信號進行下變頻處理，并對下變頻處理后的反射回來的回波信號進行濾波和放大，得到回波中頻信號，其中所述第二微波信號為與所述第一微波信號相同的另一微波信號；
采樣模塊，用于對所述回波中頻信號進行采樣；
成像模塊，用于基于采樣后的回波中頻信號對被監測的泥石流區域進行成像，得到關于被監測的泥石流區域的圖像；
變化監測模塊，用于利用所述圖像來監測被監測的泥石流區域的變化；
預警模塊，用于基于監測到的變化進行泥石流預警；
其中，所述預警模塊還用于：估計泥石流滑坡速度；
其中，所述預警模塊還用于：
在下變頻處理得到的回波中頻信號經歷殘余視頻相位補償處理之后，對殘余視頻相位補償處理后的回波中頻信號進行一維距離向壓縮處理；
在得到了Q個一維距離向壓縮處理數據之后，將Q個一維距離向壓縮處理數據組成Q行N列矩陣，其中N為距離向采集點數，Q為總的采集周期數；
對所得到的矩陣信號組進行列向FFT變換；
在變換得到的頻域中尋找尖峰位置；
計算所述尖峰位置處的滑坡速度值作為所估計的泥石流滑坡速度。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述預警模塊用于：
在監測到的變化指示所述圖像中變化的像素數量超過預設閾值時，進行泥石流滑坡預警。
6.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所估計的泥石流滑坡速度為：
其中，f0為中心頻率，Br為信號帶寬，V為所估計的泥石流滑坡速度，C為電磁波速度，fv為目標的多普勒頻率值。
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