CN115061105B - 一种双偏振雷达快速标定方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双偏振雷达快速标定方法、装置及存储介质,方法包括:根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,无人机设置有标定物;根据目标位置,通过第二控制指令,控制目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;对雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;根据目标回波数据,确定初步标定数据,对初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。本发明能够快速得到有效的雷达回波数据及得到高精度的参数值,从而对雷达进行高精度的标定,可广泛应用于雷达标定技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及雷达标定技术领域,尤其是一种双偏振雷达快速标定方法、装置及存储介质。
背景技术
双极化(偏振)雷达,雷达的标定难度更大,流程更复杂,雷达对硬件稳定性要求更高,随着运行的时长越长,参数的变化越大,对观测结果的影响也就越大,为了保证雷达的业务化运行,需要经常对雷达进行标定。
雷达标准反射金属球(简称金属球)法是一种标定双偏振雷达的有效方法,金属球的雷达反射截面积不随观测角度的变化而变化,因此非常适合对雷达的整机进行标定。并且由于金属球的对称性,使得它对于不同极化方式的雷达波的散射特性是完全一样的,因此可以对双极化(偏振)雷达的不同极化的通道性能的幅度和相位不一致性进行标定。
金属球可通过地面架设,或使用风筝、气球、系留艇等悬挂的方式将金属球放置到雷达观测范围内。上述方法存在的问题是,地面架设的方法需要固定的场地,架设成本较高,无法满足业务化雷达标定,而使用风筝、气球、系留艇等悬挂金属球的方法,非常容易受到风向和风速的影响,球的位置不易调整,需要通过辅助工具来确定金属球的位置,同时金属球的释放耗时较长,不适合快速标定;
常规金属球标定方法要求金属球位置固定,通过调整雷达天线角度,使其对准金属球,但是受近地风场的影响,金属球会产生摇摆,造成了金属球寻找困难,难以稳定观测。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种双偏振雷达快速标定方法、装置及存储介质,能够快速得到有效的雷达回波数据及得到高精度的参数值,从而对雷达进行高精度的标定。
一方面,本发明实施例提供了一种双偏振雷达快速标定方法,包括:
根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,所述无人机设置有标定物;
根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,所述雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。
可选地,所述根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置,包括:
根据目标雷达的天线远场,确定所述标定物与所述目标雷达的目标相对距离;
根据所述目标相对距离、中心波束仰角和中心波束方位角,确定所述无人机航线的目标坐标;
基于所述目标坐标,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;
其中,所述标定物与所述目标雷达的目标相对距离与天线远场的关系公式为:
R>2xD^2/λ
式中,R表示标定物与目标雷达的目标相对距离,D表示天线口径,λ表示目标雷达工作波长。
可选地,所述根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据,包括:
根据所述目标位置,确定所述目标雷达的目标扇扫角度范围;
基于所述目标扇扫角度范围,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录扇扫周期内的雷达回波数据;其中,所述雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据。
可选地,所述对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,包括:
对所述雷达回波数据进行统计处理,得到目标组回波数据的目标回波信号功率和所述标定物的位置信息;其中,所述雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据;
当所述目标回波信号功率符合预设条件,以所述目标组回波数据作为目标回波数据。
可选地,所述对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,还包括:
当所述目标回波信号功率不符合预设条件,根据所述标定物的位置信息,通过第三控制指令调整所述目标雷达的所述扇扫模式的扇扫角度范围,直至得到目标回波数据。
可选地,所述通根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定,包括:
根据所述目标回波数据,确定反射率因子、差分反射率和差分传播相移;
对所述反射率因子采用拟合处理得到测试值,对比所述测试值和理论值,得到所述反射率因子标定值;
对所述差分反射率和所述差分传播相移进行平均处理,得到所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值;
根据所述反射率因子标定值、所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值,完成雷达标定。
可选地,所述方法,还包括:
对所述雷达回波数据进行分析处理,剔除异常回波数据;
其中,所述异常回波数据包括回波信号功率低于第一阈值的第一回波数据和回波信号波形变化大于第二阈值的第二回波信号。
另一方面,本发明实施例提供了一种双偏振雷达快速标定装置,包括:
第一模块,用于根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,所述无人机设置有标定物;
第二模块,用于根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
第三模块,用于对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
第四模块,用于根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,所述雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。
另一方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
另一方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行前面的方法。
本发明的实施例首先根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,所述无人机设置有标定物;根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,所述雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。本发明通过无人机携带标定物,雷达基于目标位置进行扇扫的标定方式,能够快速得到有效的雷达回波数据,并且对记录的雷达回波数据进行初步处理和二级处理,能够得到高精度的参数值,从而对雷达进行高精度的标定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述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申请的一些实施例,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为本发明实施例提供的整体步骤流程图;
图2为本发明实施例提供的步骤原理流程图;
图3为本发明实施例提供的雷达标定示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题,一方面,本发明实施例提供了一种双偏振雷达快速标定方法,参照图1,包括:
根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,无人机设置有标定物;
根据目标位置,通过第二控制指令,控制目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
对雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
根据目标回波数据,确定初步标定数据,对初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。
可选地,所述根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置,包括:
根据目标雷达的天线远场,确定所述标定物与所述目标雷达的目标相对距离;
根据目标相对距离、中心波束仰角和中心波束方位角,确定无人机航线的目标坐标;
基于目标坐标,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;
其中,标定物与目标雷达的目标相对距离与天线远场的关系公式为:
R>2xD^2/λ
式中,R表示标定物与目标雷达的目标相对距离,D表示天线口径,λ表示目标雷达工作波长。
可选地,根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据,包括:
根据目标位置,确定目标雷达的目标扇扫角度范围;
基于目标扇扫角度范围,通过第二控制指令,控制目标雷达采用扇扫模式,记录扇扫周期内的雷达回波数据;其中,雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据。
可选地,对雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,包括:
对雷达回波数据进行统计处理,得到目标组回波数据的目标回波信号功率和标定物的位置信息;其中,雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据;
当目标回波信号功率符合预设条件,以目标组回波数据作为目标回波数据。
可选地,对雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,还包括:
当目标回波信号功率不符合预设条件,根据标定物的位置信息,通过第三控制指令调整目标雷达的所述扇扫模式的扇扫角度范围,直至得到目标回波数据。
可选地,通根据目标回波数据,确定初步标定数据,对初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定,包括:
根据目标回波数据,确定反射率因子、差分反射率和差分传播相移;
对反射率因子采用拟合处理得到测试值,对比测试值和理论值,得到反射率因子标定值;
对差分反射率和差分传播相移进行平均处理,得到差分反射率标定值和差分传播相移标定值;
根据反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值,完成雷达标定。
可选地,方法,还包括:
对雷达回波数据进行分析处理,剔除异常回波数据;
其中,异常回波数据包括回波信号功率低于第一阈值的第一回波数据和回波信号波形变化大于第二阈值的第二回波信号。
另一方面,本发明实施例提供了一种双偏振雷达快速标定装置,包括:
第一模块,用于根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,无人机设置有标定物;
第二模块,用于根据目标位置,通过第二控制指令,控制目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
第三模块,用于对雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
第四模块,用于根据目标回波数据,确定初步标定数据,对初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值。
本发明方法实施例的内容均适用于本装置实施例,本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器;
存储器用于存储程序;
处理器执行所述程序实现如前面的方法。
本发明方法实施例的内容均适用于本电子设备实施例,本电子设备实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质,存储介质存储有程序,程序被处理器执行实现如前面的方法。
本发明方法实施例的内容均适用于本计算机可读存储介质实施例,本计算机可读存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行前面的方法。
下面详细描述本发明的双偏振雷达快速标定的实现原理:
为了对本发明的实现原理进行充分说明,首先对相关技术内容进行解释说明:
雷达标定:雷达的探测精度因外界环境的改变而引起变化,这就需要对雷达的技术指标进行测试,计算出与理论结果的误差,通过调整雷达配置参数,使得观测值与理论值相同;
反射率因子Z,雷达的反射率,与雷达回波信号功率Pr呈线性关系;
差分反射率Zdr,双极化(偏振)雷达的两个极化分量的反射率的比值Zdr=Zh/Zv;
差分传播相移φdp,双极化(偏振)雷达的两个极化分量回波信号的相位差。
针对现有技术存在的问题,本发明拟解决的问题是,使用无人机悬挂金属球进行区域扫描的方法,通过对雷达多组回波数据进行统计处理,找到最大回波的位置,得到高精度的标定数据。参照图2,包括以下流程步骤:
1、无人机悬挂金属球至雷达天线远场范围,并处于雷达扇扫区域内。
参照图3,其中,101表示雷达,201表示无人机,301表示金属球。使用无人机,将金属球快速吊运至到雷达天线远场区,天线远场区由以下公式确定:
R>2xD^2/λ
式中,R为金属球与雷达的相对距离,D为天线口径,λ为雷达工作波长;
金属球悬吊在无人机下方,挂绳的长度L需要保证无人机在雷达扇扫工作时所有波束的主瓣范围以外,防止无人机引入干扰回波而对标定结果产生影响;
无人机起飞准备时,通过无人机的飞行控制中心,对无人机飞行航线进行设定,通过无人机飞行控制中心获得其起飞位置坐标,并根据公式计算得到的雷达天线远场区最短距离,即金属球与雷达的最短相对距离R,选择雷达中心波束作为雷达扇扫中心波束,根据中心波束仰角theta及方位角phi,根据R,theta,phi,L计算出无人机航线的目标坐标及高度,并在飞控中心设置好航线;
理论上,金属球对于各个极化的电磁波,其后向散射是相同的,所以对于双偏振雷达,其理论的差分反射率以及差分相移为零;
金属球的雷达散射截面是2πr/λ的函数,随着半径的增加,根据金属球的散射类型分,可分为瑞利散射区,米氏散射区以及几何光学散射区,其雷达散射截面波动越来越小,在几何光学区稳定;此时,其雷达散射截面可以精确计算得到,其值由以下公式确定,
σ=πr^2
式中,σ为雷达散射截面,r为金属球半径;
进一步地,金属球半径可选择在米氏散射以及几何光学散射区交界附近;
进一步地,无人机悬挂金属球的绳子需采用对电磁波反射非常小的非金属细绳。
2、设置雷达采用扇扫模式,测试并记录回波数据。
理论上,标定测试要求金属球应该位于雷达波束的正中心,但是由于GPS的定位误差、雷达的指向误差、风力引起的金属球相对无人机的位置偏差等各种误差,金属球很大的概率不会位于雷达波束的正中心,而是位于偏离雷达波束的正中心的位置。因此采用小角度范围的扇扫范围进行标定测试,该扇扫区域保证覆盖金属球所在位置;同时扇扫区域需保证雷达的波束主瓣不会照射到无人机;
在金属球到达预定位置后,启动雷达探测;
进一步地,雷达进行重复扇扫并记录多组扇扫数据。
3、对雷达回波数据进行初步处理。
在一个扇扫周期内,雷达记录了多个波束对应的回波数据,通过统计处理,得到最大回波信号功率及位置等信息,如果该最大回波信号功率与根据理论计算得出的回波信号功率接近,则可以判断该最大回波信号功率Pmax即为雷达某个主波束照射到金属球的时候获得的回波信号,回波信号对应波束位置即为金属球的位置;
进一步地,也可以调整雷达的扇扫范围,保证金属球的位置大概处于扇扫范围的中心;使得记录的回波数据中包含最大回波信号功率的统计最大值,即,使得雷达扇扫时,某个靠近中心的波束照射到金属球,提高了回波数据的质量,便于更快更精确地对雷达指标进行标定。
4、处理雷达回波数据,得到雷达反射率Z、差分反射率Zdr和差分传播相移φdp的值,从而对雷达进行标定。
扇扫的时候,波束之间的间隔不可能无限小,那么金属球很大的概率不会位于雷达波束的正中心,而是位于偏离雷达波束的正中心的一个很小角度的位置。并且,实际测试中的噪声,背景杂波都会造成雷达的反射信号失真。因此,在最大回波信号功率Pmax的点得到的反射率因子Z、差分反射率Zdr、差分传播相移φdp会有一定的误差。为了减小金属球略微偏离雷达波束正中心带来的测试误差,采用拟合和平均的方法:
对于反射率因子Z,其值与最大回波信号功率呈正比关系,对该数据的处理采用拟合的方法。雷达的主波束在3dB波束宽度范围内的回波信号,可以很好地用高斯波形来替代。保留比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,然后按照高斯波形进行拟合,得出高斯波形中心的峰值功率Pmax_fit,使用该峰值功率Pmax_fit和根据雷达公式理论计算的反射信号相比较,对雷达的反射强度标定。
对于差分反射率Zdr和差分传播相移φdp,采用平均的方法处理。由于背景噪声信号是随机的,故取平均之后,其理论值应为零,从而可以得到有效抑制;同理地,杂波信号在取平均之后也可得到有效抑制。保留比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,对所有数据点的差分反射率Zdr和差分传播相移φdp取统计平均值Zdr_mean和φdp_mean,并以此对雷达的差分反射率和差分相位进行标定;
进一步地,通过对多组扇扫回波数据的分析,判断回波数据的质量,具体方法为,根据回波数据计算得到的回波信号,如果回波信号波形稳定,最大回波信号功率无明显起伏且接近多组回波数据统计最大值,信号间隔周期接近,则认为其对应回波数据质量较好;如果最大回波信号功率较弱,明显低于其他组数据,则说明改组数据异常,需要剔除;如果回波信号波形变化波动大,有异常信号,则可能为飞鸟,或者遇到遮挡造成的异常回波,也需要剔除;进而可以进一步地进行统计平均,从而使得标定结果更准确。
综上所述,相较于现有技术,本发明通过无人机悬挂金属球悬停,雷达使用扇扫模式记录回波数据的方案进行标定,过程简便,实验条件容易实现;一个扇扫多组数据内,选取比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,采用拟合方法,对雷达的反射强度标定,得到更精确的标定结果;一个扇扫多组数据内,选取比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,采用统计平均的方法,对雷达的差分反射率和差分传播相移(双通道的幅度和相位不一致性)标定,得到更精确的标定结果;选取多个扇扫回波数据,对(雷达的反射强度、差分反射率和差分传播相移的标定值进一步取统计平均,得到更精确的标定结果。本发明具有以下突出的优点:
(1)由于无人机位置高度等参数可以较为精确的确定,金属球位置易于确定;
(2)无人机可以快速起降,巡航、悬停等特点,便于快速进行雷达标定;
(3)雷达扇扫,金属球悬停的标定方案,对金属球的位置要求不高;
(4)一个扇扫的多组数据内,选取比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,采用拟合方法,得到更精确的反射强度标定结果;
(5)一个扇扫的多组数据内,选取比最大回波信号功率Pmax弱3dB以内的所有数据点,采用统计平均的方法,得到更精确的差分反射率和差分相位(双通道的幅度和相位不一致性)标定结果;
(6)选取多组扇扫组回波数据,对标定值进一步取统计平均,能够得到更精确的标定结果。
在一些可选择的实施例中,在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能/操作,连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外,在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供,目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的,其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外,虽然在功能性模块的背景下描述了本发明,但应当理解的是,除非另有相反说明,所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中,或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是,有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说,考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下,在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此,本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是,所公开的特定概念仅仅是说明性的,并不意在限制本发明的范围,本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能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,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种双偏振雷达快速标定方法,其特征在于,包括:
根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,所述无人机设置有标定物;
根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,所述雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值;
其中,所述对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,包括:
对所述雷达回波数据进行统计处理,得到目标组回波数据的目标回波信号功率和所述标定物的位置信息;其中,所述雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据;
当所述目标回波信号功率符合预设条件,以所述目标组回波数据作为目标回波数据;
所述根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定,包括:
根据所述目标回波数据,确定反射率因子、差分反射率和差分传播相移;
对所述反射率因子采用拟合处理得到测试值,对比所述测试值和理论值,得到所述反射率因子标定值;
对所述差分反射率和所述差分传播相移进行平均处理,得到所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值;
根据所述反射率因子标定值、所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值,完成雷达标定;其中,所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值用于对雷达的差分反射率和差分相位进行标定。
2.根据权利要求1所述的一种双偏振雷达快速标定方法,其特征在于,所述根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置,包括:
根据目标雷达的天线远场,确定所述标定物与所述目标雷达的目标相对距离;
根据所述目标相对距离、中心波束仰角和中心波束方位角,确定所述无人机航线的目标坐标;
基于所述目标坐标,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;
其中,所述标定物与所述目标雷达的目标相对距离与天线远场的关系公式为:
R>2xD^2/λ
式中,R表示标定物与目标雷达的目标相对距离,D表示天线口径,λ表示目标雷达工作波长。
3.根据权利要求1所述的一种双偏振雷达快速标定方法,其特征在于,所述根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据,包括:
根据所述目标位置,确定所述目标雷达的目标扇扫角度范围;
基于所述目标扇扫角度范围,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录扇扫周期内的雷达回波数据;其中,所述雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据。
4.根据权利要求1所述的一种双偏振雷达快速标定方法,其特征在于,所述对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,还包括:
当所述目标回波信号功率不符合预设条件,根据所述标定物的位置信息,通过第三控制指令调整所述目标雷达的所述扇扫模式的扇扫角度范围,直至得到目标回波数据。
5.根据权利要求1所述的一种双偏振雷达快速标定方法,其特征在于,还包括:
对所述雷达回波数据进行分析处理,剔除异常回波数据;
其中,所述异常回波数据包括回波信号功率低于第一阈值的第一回波数据和回波信号波形变化大于第二阈值的第二回波信号。
6.一种双偏振雷达快速标定装置,其特征在于,包括:
第一模块,用于根据目标雷达的天线远场和中心波束参数,通过第一控制指令,控制无人机飞行至目标位置;其中,所述无人机设置有标定物;
第二模块,用于根据所述目标位置,通过第二控制指令,控制所述目标雷达采用扇扫模式,记录雷达回波数据;
第三模块,用于对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据;
第四模块,用于根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定;其中,所述雷达标定值包括反射率因子标定值、差分反射率标定值和差分传播相移标定值;
其中,所述对所述雷达回波数据进行初步处理,得到目标回波数据,包括:
对所述雷达回波数据进行统计处理,得到目标组回波数据的目标回波信号功率和所述标定物的位置信息;其中,所述雷达回波数据包括扇扫周期内记录的多组回波数据;
当所述目标回波信号功率符合预设条件,以所述目标组回波数据作为目标回波数据;
所述根据所述目标回波数据,确定初步标定数据,对所述初步标定数据进行二级处理得到雷达标定值,完成雷达标定,包括:
根据所述目标回波数据,确定反射率因子、差分反射率和差分传播相移;
对所述反射率因子采用拟合处理得到测试值,对比所述测试值和理论值,得到所述反射率因子标定值;
对所述差分反射率和所述差分传播相移进行平均处理,得到所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值;
根据所述反射率因子标定值、所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值,完成雷达标定;其中,所述差分反射率标定值和所述差分传播相移标定值用于对雷达的差分反射率和差分相位进行标定。
7.一种电子设备,其特征在于,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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