CN117268496A - 基于雷达波的水位测量方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开基于雷达波的水位测量方法、装置及存储介质，涉及雷达检测技术领域，通过向目标水域发射N帧雷达检测波并检测反射频谱；根据子载波能量值从反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，基于各出现的概率值从第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；再基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，根据从反射频谱中提取的第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。该间歇供电检测和长供电检测可以分粗搜索和精搜索两种状态对频谱范围进行逐步缩减测算，采用多帧子载波非相干累计原理有效滤除干扰信号对数据的影响，提高水位观测的准确性。

Description

基于雷达波的水位测量方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及雷达检测领域，特别涉及一种基于雷达波的水位测量方法、装置及存储介质。

背景技术

雷达检测技术是一种高频电磁波发射与接收技术，其广泛应用于物体侦测和测距，如道路测距测速等。其直接向物体或目标区域发射射频电磁波，通过波的反射与接收获得采样信号，再经过硬件、软件及图文显示系统得到检测结果。

在水文观测和气象领域常用雷达对江河湖泊进行水位检测，如现有的122雷达系统采用单发单收SISO技术向水域发射雷达信号，根据反射的载波频率及强度来进行水位检测。但目前的雷达测量水位因为单发单收的数据量较小的限制会导致雷达目标识别不稳定，不能准确和稳定的识别水位目标和剔除水域内的杂物反射波，会导致雷达水位跳数，所以实际的单发单收的雷达水位计会无法提供准确的空高（雷达和水面之间的空间高度），最终导致不能及时准确的提供水位信息。

发明内容

本申请提供一种基于雷达波的水位测量方法、装置及存储介质，解决现有雷达检测系统水位跳变和测量数据的准确性问题。

一方面，本申请提供一种基于雷达波的水位测量方法，所述方法包括：

向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱；其中，雷达波在水域目标物体的作用下形成若干不同频率和能量的子载波；其中N是正整数；

根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；

基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。

具体的，所述根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标的第一候选子载波，包括：

设定从每帧反射频谱中提取的所述第一候选目标的数量，对所有识别到的子载波按能量值降序排列，选取前K个子载波为所述第一候选子载波；K为正整数。

具体的，响应于从反射频谱中识别的水波数量小于K个，补0输入，将对应所述第一候选子载波的频率和能量设置为空，从N帧反射频谱中累加缓存NK个所述第一候选子载波的数据。

具体的，所述根据所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围，包括：

对缓存的NK个所述第一候选子载波按照所属的第一候选目标进行分类，将来自于同一个第一候选目标的第一候选子载波进行聚类获得聚类簇，将其中占比最大的聚类簇的聚类中心确定为所述第一目标子载波；

将所述第一目标子载波的频率值设定为频率搜索范围的几何中心，确定出对应的频率搜索范围。

具体的，确定出第一目标子载波的频率搜索范围后，所述方法还包括：

将NK个所述第一候选子载波中所述第一目标子载波数与总的非零子载波数的比值结果确定为所述第一目标子载波的搜索置信度；

基于N帧反射频谱中能量最大的所述第一候选子载波确定出N个候选空高值，通过取均值获得第一空高值。

具体的，所述获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值，包括：

从反射频谱中识别和提取K个所述第二候选目标和对应的第二候选子载波；其中，当识别到的第二候选子载波的数量小于K个时，补0输入；

确定K个所述第二候选目标中非0有效的所述第二候选子载波的比例，并根据有效的所述第二候选子载波确定所述第二目标子载波，并根据其频率值计算出所述目标空高值。

具体的，所述根据有效的所述第二候选子载波确定所述第二目标子载波，包括：

当有效的所述第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之间时，将其中载波能量最大的所述第二候选子载波为所述第二目标子载波；

当存在多个最大载波能量的所述候选第二子载波时，选取其中频率最接近中心频率值的所述第二候选子载波为所述第二目标子载波。

具体的，当有效的所述第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之外时，基于N帧反射频谱中载波能量最大的N个所述第一候选子载波计算第一空高值，并将所述第一空高值确定为所述目标空高值。

另一方面，本申请提供一种基于雷达波的水位测量装置，所述装置包括：

粗搜索模块，用于向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱；其中，雷达波在水域目标物体的作用下形成若干不同频率和能量的子载波；其中N是正整数；

粗计算模块，用于根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；

精搜索计算模块，用于基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。

又一方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一方面所述的水位测量方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请根据雷达上电检测逻辑选取间歇性供电和长供电逻辑结合的测算逻辑，先进行多帧探测，对子载波进行非相干累计，根据水波连续性出现的概率来确定相对稳定的水波频率，获得范围更窄的频率搜索范围；切换到精搜索逻辑后继续在确定的频率搜索范围内进一步继续探测，根据反射频谱中有效子载波和无效子载波的占比和能量值确定最终的目标子载波，折算出精度更高的空高值。该测算方案兼容长供电和间歇供电，抗干扰能力优越，测算和水波跟踪精度更高，适用于水位连续跳变的情况。

附图说明

图1示出了间歇性供电和长供电两种上电工作模式的检测逻辑示意图；

图2是本申请实施例提供的基于雷达波的水位测量方法的流程图；

图3是使用间歇供电检测和长供电检测逻辑交替检测水位的算法流程图；

图4是本申请实施例提供的基于雷达波的水位测量装置的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

雷达波检测水位技术应用在水文观测时，为了达到高效且准确监测水位的目的，将雷达系统或雷达检测设备采用间歇性供电检测和长供电检测两种独立或交替使用。但无论是长供电还是间歇性供电，其一次的上电逻辑都至少包括两个阶段，以实现对水波反射后接收的子载波进行定向过滤。图1示出了间歇性供电和长供电两种上电工作模式的检测逻辑示意图，雷达波测量水位是基于反射频谱的频率和载波能量来确定的，其中的载波频率用于折算空高值（雷达设备距离水面的距离），而载波强度则用来判断目标的有效性。因为发射的雷达波在经过水面上不同水波反射和折射后会产生若干不同能量和频率的子载波，本方案则通过对水波检测和跟踪，根据子载波频率计算实际的空高值。

图2是本申请实施例提供的基于雷达波的水位测量方法的流程图，包括如下步骤：

步骤201，向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱。

此阶段为粗搜索阶段，因为雷达波在水面及其水体杂物的作用下会形成若干不同频率和能量的子载波。想要获得相对精确度的水位值，就需要定向测量一定频率范围内的子载波，且对子载波进行过滤筛选。在一般检测过程中会在短时间内高频发射上千帧雷达波，此处的N是正整数，如10s内连续发射5000帧，并接收对应的反射频谱。

步骤202，根据子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一第一候选目标出现的概率值从第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围。

因为每一帧中都包含若干水域物体反射的子载波，这其中包括正常水面、水波、漂浮物、以及各种石头砖块等杂物等。在理想状态下连续帧中可以检测到同一目标，或位于同一位置，或移动一定距离。即使单帧出现干扰，且干扰较多，但多帧检测时干扰信号出现概率必然不大于正常水面波纹出现的概率。因为不同物体在雷达波反射后的子载破频率和能量是特定的，通过对连续反射频谱的子载波分析可以对应到所属的水波或其他杂物，这种非相干累计检测可以避免单帧信号干扰导致结果失真的情况。所以本申请设定对每一帧中都提取相同目标数量个第一候选目标，例如设定目标测量物体数K为1000，则这5000帧中每个都会提取到1000个目标物对应的第一候选子载波。当K值数量越大时，追踪统计和计算的结果越精确。特别说明，N和K的值具体根据雷达系统的配置以及收发设备的安装高度值设定，具体数值不作线限定。

在发射N帧雷达检测波的过程中，每进行一次都会记录缓存，直至N帧发射完毕。大多数情况下，雷达波探测的水域面积或探测方向是固定的，其反射频谱中包含的子载波数量可能远超过K个，此时则根据载波能量值大小降序排列，并选取前K个收录缓存，其余过滤不考虑。

在发射完N帧且缓存到对应数量的第一候选子载波后，就可以根据所有记录数据中各个第一候选目标的出现概率大小进行筛选，从中确定第一目标子载波和后续精搜索的频率搜索范围。因为雷达波探测过程可能会检测到各种水波、树叶、漂浮物、船只或石块等，但理论上最多的还是水面反射波，所以第一候选目标就是选取出现概率或次数最多的，其中必然包含水波或水面这一目标。设定频率搜索范围是以第一目标子载波的频率值为几何中心，按照正态分布选取附近范围作为频率搜索范围。因为各种水波或者其他漂浮物反射频谱可能会和水面反射频谱相近，最好将其过滤以保证测量的准确性。

步骤203，基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。

N帧发射完毕后基于前序粗搜索步骤选取的频率搜索范围切换为精搜索的检测逻辑，对应为间歇性供电或长供电中两个上电工作模式的后部分。该步骤同样是向目标水域发射雷达检测波，基于反射频谱识别并提取第二候选目标和对应的子载波，每帧中提取的目标数量不变（仍为K个），但省略了连续缓存N帧并累加计算的步骤。

对于提取出的K个第二候选子载波，其中包含部分无效子载波，此无效子载波主要为检测过程中无法准确识别K个目标物体而增添的无效数据。事实上，在正常的检测过程中都会根据历史经验选取K值，确保在精搜索中无效值的数目，因为完全意义上识别不到水波和全部精准识别到水波都可能表示雷达失锁，其计算结果无法保证有效性。通过计算第二候选目标中有效子载波的占比可以间接验证粗搜索和精搜索的有效性，进而再根据能量值高低确保数据的可靠性，以此选取和确定的第二目标子载波的准确性更高，最终以此计算出其实际的目标空高值，即雷达设备到水面的距离值。

需要说明的是，为了进一步提高精搜索数据的准确性，仍可以循环执行多次计算并继续动态调整频率搜索范围，缩减频率搜索范围可以进一步确保后续计算的准确性，还可以将多次计算的空高值结果取平均，避免坏点数据对结果的影响。

综上所述，本申请根据雷达上电检测逻辑选取间歇性供电和长供电逻辑结合的测算逻辑，先进行多帧探测，对子载波进行非相干累计，根据水波连续性出现的概率来确定相对稳定的水波频率，获得范围更窄的频率搜索范围；切换到精搜索逻辑后继续在确定的频率搜索范围内进一步继续探测，根据反射频谱中有效子载波和无效子载波的占比和能量值确定最终的目标子载波，折算出精度更高的空高值。该测算方案兼容长供电和间歇供电，抗干扰能力优越，测算和水波跟踪精度更高，适用于水位连续跳变的情况。

该方案中粗搜索步骤的目的是为了缩小频率搜索范围，以便精搜索的进行，但在一些实施例中，由于K的取值、雷达失锁、检测不到水波等情况，都会导致从每帧中识别和提取到的第一候选目标的数量过少，达不到K个目标数量，为了不影响数据的分析，对于搜不满K个目标物的情况则补0填充，将对应第一候选子载波的频率和能量设置为空，对于N帧反射频谱都按照这个逻辑进行中累加缓存，直至缓存到NK个第一候选子载波的数据。

事实上，在理想条件下，至多出现N(K-1)个0（即无效的目标或候选子载波）。因此若0的比例过大则说明雷达失锁，或不存在目标；若0的比例非常低，则说明满足筛选条件的子载波过多，存在强干扰的情况 （亦或是雷达扫频带宽过大）。例如本申请实施例中将填充的0（无效数据）的数量超过个时，定为雷达失锁或水面上没有水波（水波过少）。而当填充的0的数量低于/>个时，则筛选的第一候选子载波数量过多，存在强干扰（强干扰会产生大量的子载波，被误识别为水波）或雷达扫频带宽过大。

在收集到NK个目标（第一候选子载波）后，即可对其进行初筛，重新划定精识别的频率搜索范围，具体包括如下步骤：

A，对缓存的NK个第一候选子载波按照所属的第一候选目标进行分类，将来自于同一个第一候选目标的第一候选子载波进行聚类获得聚类簇，也就是水波、树叶、其他漂浮物按种类聚类，将其中占比最大的聚类簇的聚类中心确定为第一目标子载波；

此步骤主要是通过目标追踪过程中对每个第一候选子载波进行分析标记，根据前后帧中位置关系确定那些子载波来自于同一水波或同一类杂物。通过聚类分析可以获得各个水波和杂物在不同帧内产生的所有子载波。干扰信号本是随机的，所以聚类的数据时相对偏少的，而稳定的水波信号具有持续性，所以聚类数据最大的就是稳定性相对可观的水波信号，即在N帧出现的概率最大。

B，将第一目标子载波的频率值设定为频率搜索范围的几何中心，确定出对应的频率搜索范围。

通过一定的聚类算法计算出其聚类中心，将其确定为第一目标子载波，对应的频率就是精搜索的中心频率target_sc。以target_sc为几何中心，按照正态分布曲线向两边延伸一定宽度，最终确定出精搜索范围。

当然，在一些实施例中，对于聚类后出现多个数据量相近或相同的聚类簇，例如两个出现概率值相差在1%以内，则比较两个第一候选子载波的平均功率，即选取平均功率更大的子载波，因为这意味着水域内水位突变或存在大量杂物物体。选取高频率值相对能够确保数据的稳定性和监测的安全性。若两个平均功率也接近，则选取功率值较小的子载波，也就是在水域内水位没有突变的情况下，可能出现两个类似的水波，尽量选取低频值，避免高频干扰。

粗搜索和精搜索本质上都筛选了目标水波和子载波，理论上，在频段选取合理和数据可靠，且对精度要求不苛刻的情况下，粗搜索的结果可以用来计算空高值，所以在确定第一目标子载波后，可以直接对其数据的可靠性进行分析，计算这N帧测量的第一空高值。

C，将NK个第一候选子载波中第一目标子载波数与总的非零子载波数的比值结果确定为第一目标子载波的搜索置信度；

这一过程需要确保置搜索置信度达到设定值，置信度过低则说明数据不可靠，继续沿用历史空高值。

D基于N帧反射频谱中能量最大的第一候选子载波确定出N个候选空高值，通过取均值获得第一空高值。

这一步骤是在筛选出第一候选子载波后的过程中记录，载波能量最大说明其可信度更高，然后根据频率值折算出候选空高值，通过对N帧计算的N个候选空高值取平均即可得到第一空高值。

在系统跳变到精搜索阶段后，将通过精搜索范围继续进行水位观测，具体包括如下步骤：

1)从反射频谱中识别和提取K个第二候选目标和对应的第二候选子载波；此步骤和筛选第一候选目标类似，根据能量值筛选K个目标，不够的补0填充。

2)确定K个第二候选目标中非0有效的第二候选子载波的比例，并根据有效的第二候选子载波确定第二目标子载波，并根据其频率值计算出目标空高值。

在一些实施例中，考虑到极端测量结果可能会存在错报的风险，当有效的第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之间时，将其中载波能量最大的第二候选子载波为第二目标子载波。这其中需要注意，当得到的K’个满足条件的第二候选子载波的能量差异明显，则选取能量最大的子载波。

当存在多个相近最大载波能量的第二候选子载波时，选取其中频率最接近中心频率值（target_sc）的第二候选子载波为第二目标子载波。这一情况主要针对多个能量接近（小于3dB）的第二候选子载波，则选取最接近搜索范围中心的子载波，或者选取能量最小的子载波亦可。

在确定第二目标子载波，即可根据能量值和置信度计算目标空高值。具体可以选中该第二目标子载波的带宽能量（±1个子载波）占接收信号总能量的比例作为本次测量空高的置信度，在满足条件后进行距离折算。

3)当有效的第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之外时，说明无法搜索得到有效目标或有效目标过多，则在粗搜索范围内重新搜索。

对于这种无法计算的情况，则沿用上一历史空高值，即在粗搜索阶段计算的第一空高值，将其确定为目标空高值。

若进入粗搜索阶段后续若仍然无法得到目标，则说明目标丢失，雷达可能失锁。若得到强能量的目标且不在跟踪范围内，则说明目标发生剧烈变化，算法重新进入粗搜索状态。若得到目标但能量较低，说明雷达可能出现偶发性的丢数，可用历史值替代当前帧的空高，连续丢数超过5次则重启算法。

图3是使用间歇供电检测和长供电检测逻辑交替检测水位的算法流程图。Counter计数器用于雷达系统执行粗搜索和精搜索测算进程控制。在Counter≤N时，进入粗搜索阶段，不断从反射频谱中提取K个第一候选子载波缓存，在未达到N轮迭代时循环执行，直至Counter＝N时，缓存到NK个目标，紧接着根据各个水波的出现概率确定出第一目标子载波和用于精搜索的频率搜索范围。在置信度满足要求时缓存本次粗搜索的第一空高值，然后切换到精搜索逻辑。

在精搜索逻辑中使用频率搜索范围再次对反射的频谱进行水波识别和提取，这一过程和粗搜索过程类似，对提取不到K个目标时补无效0填充，然后对其中有效数据和无效数据的比例进行分析，在比例满足设定条件时根据能量大小从第二候选子载波中确定出第二目标子载波，并根据频率值折算出水位值。特别的，还可以在此基础上继续动态缩减频率搜索范围，循环多次，使当前目标在载波位于缩减频率搜索范围的中心。而对于有效数据和无效数据比例超出设定范围的情况，说明雷达可能失锁，或存在大量干扰目标，使用历史空高值作为当前的水位值输出，并继续循环到粗搜索阶段进行观测。

综上，该间歇供电检测和长供电检测可以分粗搜索和精搜索两种状态对频谱范围进行逐步缩减测算，采用多帧子载波非相干累计原理有效滤除干扰信号对数据的影响，提高水位观测的准确性。

图4是本申请实施例提供的基于雷达波的水位测量装置的结构框图，包括如下结构：

粗搜索模块410，用于向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱；其中，雷达波在水域目标物体的作用下形成若干不同频率和能量的子载波；其中N是正整数；

粗计算模块420，用于根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；

精搜索计算模块430，用于基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。

此外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一方面所述的水位测量方法。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容；因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，所述方法包括：

向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱；其中，雷达波在水域目标物体的作用下形成若干不同频率和能量的子载波；其中N是正整数；

根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；

基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值；所述根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标的第一候选子载波，包括：

设定从每帧反射频谱中提取的所述第一候选目标的数量，对所有识别到的子载波按能量值降序排列，选取前K个子载波为所述第一候选子载波；K为正整数；

响应于从反射频谱中识别的水波数量小于K个，补0输入，将对应所述第一候选子载波的频率和能量设置为空，从N帧反射频谱中累加缓存NK个所述第一候选子载波的数据；

所述根据所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围，包括：

对缓存的NK个所述第一候选子载波按照所属的第一候选目标进行分类，将来自于同一个第一候选目标的第一候选子载波进行聚类获得聚类簇，将其中占比最大的聚类簇的聚类中心确定为所述第一目标子载波；

将所述第一目标子载波的频率值设定为频率搜索范围的几何中心，确定出对应的频率搜索范围。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，确定出第一目标子载波的频率搜索范围后，所述方法还包括：

将NK个所述第一候选子载波中所述第一目标子载波数与总的非零子载波数的比值结果确定为所述第一目标子载波的搜索置信度；

基于N帧反射频谱中能量最大的所述第一候选子载波确定出N个候选空高值，通过取均值获得第一空高值。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，所述获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值，包括：

从反射频谱中识别和提取K个所述第二候选目标和对应的第二候选子载波；其中，当识别到的第二候选子载波的数量小于K个时，补0输入；

确定K个所述第二候选目标中非0有效的所述第二候选子载波的比例，并根据有效的所述第二候选子载波确定所述第二目标子载波，并根据其频率值计算出所述目标空高值。

4.根据权利要求3所述的一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，所述根据有效的所述第二候选子载波确定所述第二目标子载波，包括：

当有效的所述第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之间时，将其中载波能量最大的所述第二候选子载波为所述第二目标子载波；

当存在多个最大载波能量的所述候选第二子载波时，选取其中频率最接近中心频率值的所述第二候选子载波为所述第二目标子载波。

5.根据权利要求3所述的一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，当有效的所述第二候选子载波的数量在大于等于1且小于0.9K之外时，基于N帧反射频谱中载波能量最大的N个所述第一候选子载波计算第一空高值，并将所述第一空高值确定为所述目标空高值。

6.一种基于雷达波的水位测量装置，使用了如权利要求1至5任一所述的一种基于雷达波的水位测量方法，其特征在于，所述基于雷达波的水位测量装置包括：

粗搜索模块，用于向目标水域发射N帧雷达检测波，并通过接收器检测返回的N帧反射频谱；其中，雷达波在水域目标物体的作用下形成若干不同频率和能量的子载波；其中N是正整数；

粗计算模块，用于根据所述子载波的能量值从N帧反射频谱中依次提取目标数量个第一候选目标及对应的第一候选子载波，并根据同一所述第一候选目标出现的概率值从所述第一候选子载波中确定出第一目标子载波的频率搜索范围；

精搜索计算模块，用于基于频率搜索范围向目标水域发射雷达检测波，获取从反射频谱中提取的目标数量个第二候选目标中有效子载波的占比和能量值，并根据搜索范围的中心频率值确定出第二目标子载波和对应的目标空高值。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一所述的基于雷达波的水位测量方法。