机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114137539A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111358359.2(22)申请日2021.11.16(71)申请人中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所地址214063江苏省无锡市梁溪路796号(72)发明人陈娟高霞周晔(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718代理人窦雪龙(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)G01S7/36(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法(57)摘要本发明提供一种机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，包括以下步骤：步骤一、地形高度信息提取，从地形高度数据库中提取当前雷达扫描方位对应的地形高度信息；步骤二、杂波区划分，根据地形高度信息计算各个地形点采样时相对于雷达的俯仰角度，根据俯仰角度进行杂波区划分；步骤三、回波高度估计，对杂波区进行回波高度估计；步骤四、气象回波与地杂波鉴别，利用高度分布特征进行气象回波与地杂波的鉴别，并提取混叠在地杂波中的气象回波目标。利用单脉冲测角技术估计回波高度并利用气象和地形高度分布差异实现气象回波和地杂波的鉴别，提高地杂波抑制性能。CN114137539ACN114137539A权利要求书1/2页1.一种机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、地形高度信息提取，从地形高度数据库中提取当前雷达扫描方位对应的地形高度信息；步骤二、杂波区划分，根据所述地形高度信息计算各个地形点采样时相对于雷达的俯仰角度，根据所述俯仰角度进行杂波区划分；步骤三、回波高度估计，对所述杂波区进行回波高度估计；步骤四、气象回波与地杂波鉴别，利用高度分布特征进行气象回波与地杂波的鉴别，并提取混叠在地杂波中的气象回波目标。2.根据权利要求1所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤一具体为：所述地形高度信息为其中，HgNr表示第nr(nr＝1,2,...,Nr)个距离门对应的地形高度。3.根据权利要求2所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤二包括：步骤2.1、通过计算各个所述地形点采样时相对于雷达的俯仰角度，其中，表示第nr(nr＝1,2,...,Nr)个距离门的所述地形点采样时相对于雷达的俯仰角度；Hplane为载机飞行高度；Rdetect为各距离门相应的斜距；Re为地球曲率；步骤2.2、通过对采样时波束覆盖范围内的地形情况和遮挡现象进行分析计算，判断出杂波区和非杂波区并进行标记。4.根据权利要求3所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤2.2包括：定义一个长度与距离采样点数一致标记数组，所述标记数组初始化为Flag(1:Nr)＝0；找出满足和条件对应的最近距离门，并分别记为Nmin和Nmax，并通过公式Flag(1:Nmin‑1Nmax+1:Nr)＝1对非杂波区距离门进行标记；在波束搭地范围[Nmin:Nmax]内判断地形遮挡区并标记，当地形遮挡区无回波，则认为该区域为非杂波区，当地形遮挡区有回波，则判定所述回波为气象回波，并通过公式Flag(Ngate)＝1对遮挡区距离门所在进行标记，其中，Ngate为地形遮挡区对应距离门。5.根据权利要求4所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤三包括：步骤3.1、通过公式Nrange＝find(Flag＝＝0)提取杂波区对应的距离门；步骤3.2、利用单脉冲和差测角的方法，估计杂波区各距离门回波角误差，并将回波角误差数据进行滤波处理，滤波处理后的回波角误差为其中步骤3.3、修正回波俯仰角，利用波束指向角和滤波处理后的回波角误差修正杂2CN114137539A权利要求书2/2页波区各距离门的回波角度其中步骤3.4、通过公式估计回波高度，其中，为杂波区各距离门回波高度，长度为1×Nrange。6.根据权利要求5所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤四包括：步骤4.1、设置随地形起伏的高度阈值Hthreshold，其中Hthreshold＝Hgroud+H0，H0为工程化应用时的设计冗余值，与气象高度分布特性及雷达系统实际情况有关；步骤4.2、将回波高度与随地形起伏的高度阈值进行比较，并根据比较结果鉴别地杂波和气象回波。7.根据权利要求6所述的机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法，其特征在于，所述步骤4.2具体为：对于第n(n∈Nrange)个距离门，若则鉴别为地杂波；对于第n(n∈Nrange)个距离门，若则鉴别为气象回波。3CN114137539A说明书1/5页机载气象雷达的气象与地杂波的鉴别方法技术领域