[發明專利]一種空基氣象雷達的氣象數據空時關聯方法

在審

• 申請號: 202111310975.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113960607A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 孟宏鵬;李志科;趙志陽
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于機載有源相控陣氣象雷達領域，特別涉及一種空基氣象雷達的氣象數據空時關聯方法。包括：步驟一、空基平臺穩定在恒定高度時，根據有源相控陣氣象雷達性能確定標準網格尺寸，對目標空域進行空間網格劃分；步驟二、通過有源相控陣氣象雷達對目標空域進行多層掃描，接收反射的回波信號；步驟三、獲取空基平臺當前位置、當前時刻徑向各距離門的回波信號，計算得到目標空域氣象目標的反射率因子、速度譜寬以及多普勒速度；步驟四、將所述目標空域氣象目標的反射率因子、速度譜寬以及多普勒速度，以及通過有源相控陣氣象雷達獲取的氣象信息要素記錄到空間網格的映射位置，得到多維關聯模型。

技術領域

本申請屬于機載有源相控陣氣象雷達領域，特別涉及一種空基氣象雷達的氣象數據空時關聯方法。

背景技術

傳統的機載氣象雷達用于實時航路飛行安全保障，主要進行大范圍空域(高達數百公里)氣象分布的粗描繪，并通過定性分析和使用經驗以輔助飛行員進行飛行線路的規劃。空基平臺的定量化氣象精測繪是中尺度氣象觀測的重要組成部分，也是空天地協同觀測網絡的重要內容，尤其借助機載平臺的高機動性，空基觀測型氣象雷達可常態化監視難以建站地區的中尺度氣象信息，實現對關鍵氣象目標的持續觀測，獲取氣象分布狀態并形成空時高度關聯的量化數據，用于獲取該地區的氣象規律、以及氣象目標的結構分析、反演研究和強度預測。空基平臺的空間氣象數據獲取、數據處理以及多維信息關聯的氣象模型建立和提取分析是空基平臺觀測技術的重要技術。

現有的機載氣象雷達探測技術依然沿定性分析的技術路線，旨在通過技術改進為載機提供更豐富的實時氣象狀況，但在常態化、定量化獲取氣象目標的高度、強度、速度、地理位置、季節等關聯信息的綜合處理方面很少涉及。專利號CN201510073304.5公開《一種機載多掃描氣象雷達目標垂直輪廓重建方法》，該方法利用多掃描的氣象回波信息定性重建航路正前方氣象目標的垂直輪廓，輔助判斷強烈氣象目標的類型、影響范圍。專利號CN201610308458.2公開《一種機載氣象雷達多掃描多重頻全空域氣象目標探測方法》，該方法利用多掃描、高中低三波束合成技術提升氣象探測效果，重點依然側重于氣象導航的準確性。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

發明內容

本申請的目的是提供了一種空基氣象雷達的氣象數據空時關聯方法，以解決現有技術存在的至少一個問題。

本申請的技術方案是：

一種空基氣象雷達的氣象數據空時關聯方法，包括：

步驟一、空基平臺穩定在恒定高度時，根據有源相控陣氣象雷達性能確定標準網格尺寸，對目標空域進行空間網格劃分；

步驟二、通過有源相控陣氣象雷達對目標空域進行多層掃描，接收反射的回波信號；

步驟三、獲取空基平臺當前位置、當前時刻徑向各距離門的回波信號，計算得到目標空域氣象目標的反射率因子、速度譜寬以及多普勒速度；

步驟四、將所述目標空域氣象目標的反射率因子、速度譜寬以及多普勒速度，以及通過有源相控陣氣象雷達獲取的氣象信息要素記錄到空間網格的映射位置，得到多維關聯模型。

在本申請的至少一個實施例中，步驟一中，所述空基平臺穩定在恒定高度時，根據有源相控陣氣象雷達性能確定標準網格尺寸，對目標空域進行空間網格劃分包括：

獲取有源相控陣氣象雷達的波束寬度、波束高度以及探測距離；

確定標準網格尺寸為：其中，θ為波束寬度，θ₁≤θ≤θ₂，為波束高度，R_A為回波強度最佳探測距離，R₀為徑向探測距離；

根據確定的標準網格尺寸，對目標空域進行網格化劃分。