CN110987121B - 一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents

一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质 Download PDF

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CN110987121B CN201911033313.6A CN201911033313A CN110987121B CN 110987121 B CN110987121 B CN 110987121B CN 201911033313 A CN201911033313 A CN 201911033313A CN 110987121 B CN110987121 B CN 110987121B
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Abstract

本发明公开了一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备和存储介质，方法包括：通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号和发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离；对差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；根据粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。本发明不仅减小了计算量还提高了测量准确度和精度。

Description

一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质
技术领域
本发明涉及物联网应用领域，尤其涉及一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质。
背景技术
物位指的是雷达距离物体的高度或者雷达距离水面的高度，传统雷达的物位测量方法是依据频率的测得数据，通过找到差频信号频谱的最高值fmax，直接计算得到的物位
Figure BDA0002250756740000011
但是，传统雷达的物位测量存在如下缺点：由于FFT的栅栏效应导致频谱的谱线不一定正好落在正确的位置，频率的误差将会引起测距的误差，导致测量的不准确和精度不够，同时对液面这类浮动的情况测试效果不好。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质，能够减小了计算量还提高了测量准确度和精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于雷达的物位测量方法，包括：
通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离；
对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；
根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
优选地，所述根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离，具体为：
对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，并获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；
对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值；
根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离。
优选地，对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位，具体为：
根据所述频率估值，构造与所述频率估值对应的时域相位补偿项；
根据构造好的时域相位补偿项对差频信号进行相位补偿，以得到补偿后的信号；
将补偿后的信号再求和，以得到累加后的信号；
根据所述累加后的信号，以得到累加后的信号的相位。
优选地，所述时域相位补偿项的表达式为：φ(t,kmax)＝exp(-j2πtkmax/N)；其中，
Figure BDA0002250756740000021
所述补偿后的信号表达式为：y'(t)＝y(t)·φ(t,kmax)；其中，差频信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000022
累加后的信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000023
优选地，所述物位粗估计距离D1的表达式为：
Figure BDA0002250756740000024
所述物位修正距离D2表达式为：
Figure BDA0002250756740000031
Figure BDA0002250756740000032
为累加后的信号的相位；fc为调频连续波的载频；B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度；
所述物位的表达式为：D＝D1+D2。
优选地，还包括：
根据所述频率估值，对所述离散谱的幅度峰值后的每一时刻的回波信号进行相位补偿，以计算出每一时刻的修正距离；
根据所述修正距离以及粗估计距离，从而获得每一时刻的物位距离。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于雷达的物位测量装置，包括：
差频信号获取单元，用于通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
粗估计距离获取单元，用于所述根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离；
相位获取单元，用于对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；
修正距离获取单元，用于根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
物位距离单元，用于根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
优选地，粗估计距离获取单元，具体包括：
幅度值获取模块，用于对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，并获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；
频率估值获取模块，用于对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值；
粗估计距离获取模块，用于根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离。
优选地，相位获取单元，具体包括：
时域相位补偿项构造模块，用于根据所述频率估值，构造与所述频率估值对应的时域相位补偿项；
相位补偿模块，用于根据构造好的时域相位补偿项对差频信号进行相位补偿，以得到补偿后的信号；
求和模块，用于将补偿后的信号再求和，以得到累加后的信号；
累加模块，用于根据所述累加后的信号，以得到累加后的信号的相位。
优选地，所述时域相位补偿项的表达式为：φ(t,kmax)＝exp(-j2πtkmax/N)；其中，
Figure BDA0002250756740000041
所述补偿后的信号表达式为：y'(t)＝y(t)·φ(t,kmax)；其中，差频信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000042
累加后的信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000043
优选地，所述物位粗估计距离D1的表达式为：
Figure BDA0002250756740000044
所述物位修正距离D2表达式为：
Figure BDA0002250756740000045
Figure BDA0002250756740000046
为累加后的信号的相位；fc为调频连续波的载频；B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度；
所述物位的表达式为：D＝D1+D2。
优选地，还用于：
根据所述频率估值，对所述离散谱的幅度峰值后的每一时刻的回波信号进行相位补偿，以计算出每一时刻的修正距离；根据所述修正距离以及粗估计距离，从而获得每一时刻的物位距离。
第三方面，本发明实施例还提供了一种基于雷达的物位测量设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如第一方面所述的基于雷达的物位测量方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的基于雷达的物位测量方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在上述一实施例中，先根据幅度值经频域插值算法估计得到频率估值，根据频率估值计算得到物位的粗估计，然后用频率估值的对差频信号做相位补偿再累加，根据累加后信号的相位计算得到物位的修正距离，两者相加得到物位数值，之后每一时刻雷达接收的信号只需要用原先的频率估值对新的回波做相位补偿，然后计算距离修正值，加上最开始计算的距离粗估计值就可以得到高精度的瞬时距离值，不仅减小了计算量还提高了测量准确度和精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的基于雷达的物位测量方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的频率与相位结合的测试液面图。
图3是本发明实施例提供的通过两种方法测试液面的对比图。
图4是本发明第二实施例提供的基于雷达的物位测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一：
请参阅图1至图3，本发明第一实施例提供了一种基于雷达的物位测量方法，其可由基于雷达的物位测量设备来执行，特别的，由基于雷达的物位测量设备内的一个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：
S101，通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
在本实施例中，所述雷达包括一个发射天线和一个接收天线，所述发射天线发射一个发送信号，接收天线接收反射信号。所述雷达通过发射天线向外发射信号，被发射至受测目标物的电磁波会产生反射信号，该反射信号通过雷达的接收天线接收称为回波信号(或接收信号、反射信号)。具体地，雷达发射调频连续波信号
Figure BDA0002250756740000071
经过目标物反射后形成的回波信号为
Figure BDA0002250756740000072
去斜处理后的差频信号为
Figure BDA0002250756740000073
其中td为时间间隔，c是光速，λ是波长，fc为调频连续波的载频，其中，B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度。
在本实施例中，所述目标物可为实际的物体，也可以是水面，本发明不做具体限定。
S102，根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离；
在本实施例中，通过差频信号来获得粗估计距离可以有多种计算方式，例如可通过频率估计计算得到，但应当理解的是，通过其他方式来计算获得粗估计距离也在本发明的保护范围之内。为了便于说明，以下以通过频率估值计算粗估计距离为例进行说明，但不能理解为对本发明的限定：
首先，对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，然后获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值。其次，对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值，最后，根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离。
其中，对差频信号做快速傅里叶变化得到离散谱
Figure BDA0002250756740000074
其中，N是信号长度，设离散谱幅度最大值为|Z(k0)|，k0是幅度峰值对应的离散频率点序号，与最大值相邻的两根谱线的幅度值分别记为|Z(k0-1)|和|Z(k0+1)|，利用两根谱线对频域插值求得频率估值
Figure BDA0002250756740000081
其中
Figure BDA0002250756740000082
则，所述物位粗估计距离D1的表达式为：
Figure BDA0002250756740000083
B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度。
S103，对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位。
在本实施例中，根据所述频率估值，构造与所述频率估值对应的时域相位补偿项；根据构造好的时域相位补偿项对差频信号进行相位补偿，以得到补偿后的信号；将补偿后的信号再求和，以得到累加后的信号；根据所述累加后的信号，以得到累加后的信号的相位。具体地，构造与其对应的时域相位补偿项φ(t,kmax)＝exp(-j2πtkmax/N)，其中
Figure BDA0002250756740000084
用构造好的时域相位补偿项对差频信号x(n)进行相位补偿得到补偿后的信号：y'(t)＝y(t)·φ(t,kmax)。将补偿后的信号进行累加得到
Figure BDA0002250756740000085
w的相位为
Figure BDA0002250756740000086
S104，根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
S105，根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
在本实施例中，所述物位修正距离D2表达式为：
Figure BDA0002250756740000087
Figure BDA0002250756740000088
为累加后的信号的相位；fc为调频连续波的载频；B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度；
所述物位的表达式为：D＝D1+D2。
在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，根据所述修正距离以及粗估计距离，从而获得每一时刻的物位距离。
综上，雷达测量物位时发送调频连续波(FMCW,Frequency Modulated ContinuousWave)，信号经过目标反射后，雷达接收到回波信号。对回波信号和发射信号做去斜处理后，得到差频信号，对所述差频信号做快速傅里叶变化，得到差频信号的频谱。先用正弦波频率估计得到频率估值，由频率估计计算出距离，该距离是物位的粗估计。然后用频率估值对差频信号做相位补偿并累加，根据累加后信号的相位计算出物位修正距离。最后把粗估计的距离值和修正距离相加得到物位。之后每一时刻雷达接收的信号不需要再重新进行频率估计，只需要用原先的频率估值对新的回波做相位补偿，然后计算距离修正值，加上最开始计算的距离粗估计值就可以得到高精度的瞬时距离值。本发明使用频率与相位结合的测距算法，不仅计算量小，而且提高了雷达测量物位的准确度和精度，对油罐车这类液面实时浮动的情况也有良好的测量效果。
参考图2和图3，为了便于对本发明的理解，下面以实际的举例来说明本实施例的应用。
步骤1、测量物位时，假设雷达固定在离液面一定距离，雷达载频24GHz，带宽250MHz，脉冲宽度为8ms，波长为12.5mm。
步骤2、雷达发射调频连续波信号s(t)经过目标反射后，得到回波信号r(t)，去斜处理后差频信号为y(t)。
步骤3、对差频信号做快速傅里叶变化得到Y(k)，信号长度为256，正弦波频率估计得到频率估值fb，计算得到物位D1。
步骤4、构造与其对应的时域相位补偿项φ(n,kmax)，用构造好的时域相位补偿项对差频信号进行补偿后得到补偿后的信号y'(n)，将补偿后的信号累加得到w，w的相位是
Figure BDA0002250756740000091
步骤5、计算物位修正值D2,由步骤3所得物位距离粗估计D1和修正距离相加得到物位D＝D1+D2。
步骤6、用步骤4中算出kmax对雷达接下来收到每一时刻的回波做相位补偿，计算出每一时刻的修正距离D0，每一时刻的物位大小为D＝D1+D0从图2可以看出，频率和相位结合的方法精度达到毫米级而且数据稳定，图三对比可以看出只使用频率方法测试物位数据起伏较大，准确性和精度都不高。
本发明第二实施例：
参见图4，本发明第二实施例提供了一种基于雷达的物位测量装置，包括：
差频信号获取单元100，用于通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
粗估计距离获取单元200，用于所述根据所述差频信号对所述雷达至所述目标物的距离进行粗估计，获得雷达至所述目标物的粗估计距离；
相位获取单元300，用于对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；
修正距离获取单元400，用于根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
物位距离单元500，用于根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
进一步地，粗估计距离获取单元200，具体用于：
幅度值获取模块，用于对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，并获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；
频率估值获取模块，用于对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值；
粗估计距离获取模块，用于根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离。
进一步地，所述频率估值的表达式为：
Figure BDA0002250756740000101
其中，
Figure BDA0002250756740000111
k0为幅度峰值对应的离散频率点序号；|Z(k0-1)|和|Z(k0+1)|分别为幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；离散谱幅度峰值为|Z(k0)|。
进一步地，相位获取单元500，具体用于：
时域相位补偿项构造模块，用于根据所述频率估值，构造与所述频率估值对应的时域相位补偿项；
相位补偿模块，用于根据构造好的时域相位补偿项对差频信号进行相位补偿，以得到补偿后的信号；
求和模块，用于将补偿后的信号再求和，以得到累加后的信号；
累加模块，用于根据所述累加后的信号，以得到累加后的信号的相位。
进一步地，所述时域相位补偿项的表达式为：φ(t,kmax)＝exp(-j2πtkmax/N)；其中，
Figure BDA0002250756740000112
所述补偿后的信号表达式为：y'(t)＝y(t)·φ(t,kmax)；其中，差频信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000113
累加后的信号表达式为：
Figure BDA0002250756740000114
进一步地，所述物位粗估计距离D1的表达式为：
Figure BDA0002250756740000115
所述物位修正距离D2表达式为：
Figure BDA0002250756740000116
Figure BDA0002250756740000117
为累加后的信号的相位；fc为调频连续波的载频；B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度；
所述物位的表达式为：D＝D1+D2。
进一步地，还用于：
根据所述频率估值，对所述离散谱的幅度峰值后的每一时刻的回波信号进行相位补偿，以计算出每一时刻的修正距离；根据所述修正距离以及粗估计距离，从而获得每一时刻的物位距离。
本发明第三实施例：
本发明第三实施例提供了一种基于雷达的物位测量设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如上述所述的基于雷达的物位测量方法。
本发明第四实施例：
本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的基于雷达的物位测量方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在基于雷达的物位测量设备中的执行过程。
所述基于雷达的物位测量设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是基于雷达的物位测量设备的示例，并不构成对基于雷达的物位测量设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于雷达的物位测量设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述基于雷达的物位测量设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于雷达的物位测量设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于雷达的物位测量设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述基于雷达的物位测量设备集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于雷达的物位测量方法，其特征在于，包括：
通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，并获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；
对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值；
根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离；
对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；
根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
2.根据权利要求1所述的基于雷达的物位测量方法，其特征在于，对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位，具体为：
根据所述频率估值，构造与所述频率估值对应的时域相位补偿项；
根据构造好的时域相位补偿项对差频信号进行相位补偿，以得到补偿后的信号；
将补偿后的信号再求和，以得到累加后的信号；
根据所述累加后的信号，以得到累加后的信号的相位。
3.根据权利要求2所述的基于雷达的物位测量方法，其特征在于，所述时域相位补偿项的表达式为：φ(t,kmax)＝exp(-j2πtkmax/N)；其中，
Figure FDA0002815020380000021
所述补偿后的信号表达式为：y'(t)＝y(t)·φ(t,kmax)；其中，差频信号表达式为：
Figure FDA0002815020380000022
累加后的信号表达式为：
Figure FDA0002815020380000023
其中t是时间，c是光速，λ是波长，B是调频连续波的带宽，T为脉冲宽度，y(t)是去斜处理后的差频信号，|Z(k0)|是离散谱幅度最大值，k0是幅度峰值对应的离散频率点序号，td是时间间隔。
4.根据权利要求3所述的基于雷达的物位测量方法，其特征在于，
所述物位粗估计距离D1的表达式为：
Figure FDA0002815020380000024
所述物位修正距离D2表达式为：
Figure FDA0002815020380000025
Figure FDA0002815020380000026
为累加后的信号的相位；fc为调频连续波的载频；B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度；fb是频率估值；c是光速；
所述物位的表达式为：D＝D1+D2。
5.根据权利要求1所述的基于雷达的物位测量方法，其特征在于，还包括：
根据所述频率估值，对所述离散谱的幅度峰值后的每一时刻的回波信号进行相位补偿，以计算出每一时刻的修正距离；
根据所述修正距离以及粗估计距离，从而获得每一时刻的物位距离。
6.一种基于雷达的物位测量装置，其特征在于，包括：
差频信号获取单元，用于通过雷达天线阵元接收发射信号经目标物反射后形成的回波信号，并对所述回波信号以及发射信号经去斜处理后，以得到差频信号；
幅度值获取单元，用于对所述差频信号做傅里叶变换后，以得到离散谱，并获取与所述离散谱的幅度峰值相邻的两根谱线的幅度值；
频率估值获取单元，用于对所述两根谱线的幅度值经频域插值算法后，以获得频率估值；
粗估计距离获取单元，用于根据所述频率估值，以计算出雷达至所述目标物的粗估计距离；
相位获取单元，用于对所述差频信号做相位补偿，将补偿后的信号再求和后得到累加后的信号，以获得累加后的信号的相位；
修正距离获取单元，用于根据累加后的信号的相位计算出物位的修正距离；
物位距离单元，用于根据所述粗估计距离值以及和修正距离，以获得物位距离。
7.一种基于雷达的物位测量设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如权利要求1至5任意一项所述的基于雷达的物位测量方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5任意一项所述的基于雷达的物位测量方法。
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