一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
多普勒方位模糊解算
多普勒方位模糊解算
多普勒方位模糊解算是一种处理多普勒效应的方法，主要应用于雷达、声纳、通信等领域。
由于多普勒效应，信号的频率会随着发射源和接收器之间的相对速度而变化，这可能导致信号的模糊或失真。
因此，需要进行多普勒方位模糊解算来还原或纠正这些影响。
具体来说，多普勒方位模糊解算主要涉及到以下几个步骤：
数据采集：首先需要采集到包含多普勒效应的信号数据。
这可以通过各种传感器实现，例如雷达、声纳、GPS等。
信号处理：对采集到的信号进行处理，提取其中的多普勒信息。
这一步通常涉及到频域分析、滤波、谱估计等技术。
模糊解算：根据多普勒信息，通过数学模型和算法对信号的模糊或失真进行纠正。
这可能包括频偏校正、速度估计、目标跟踪等。
决策或评估：基于纠正后的信号数据，进行进一步的决策或评估。
例如，在雷达系统中，可以识别和跟踪目标；在通信系统中，可以提高信号的传输质量和可靠性。
总的来说，多普勒方位模糊解算是一种处理多普勒效应的方法，通过对信号数据的采集、处理、纠正和决策，能够有效地解决多普勒效应带来的问题，提高信号处理的精度和可靠性。
在雷达、声纳、通信等领域中，具有重要的应用价值。
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一种脉冲多普勒雷达解距离模糊的新算法
一种脉冲多普勒雷达解距离模糊的新算法
王佳苗;杨菊;吴顺君
【期刊名称】《雷达与对抗》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】脉冲多普勒雷达在信号检测时存在距离模糊和速度模糊的问题,为了解决模糊问题,在体制上雷达一般采用多重脉冲重复频率(PRF)的工作方式.对于这种体制的雷达,人们已经给出了多种解模糊算法.本文主要阐述了一种解距离模糊的新方法及其实现步骤,并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】王佳苗;杨菊;吴顺君
【作者单位】西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
【相关文献】
1.一种PD雷达解距离模糊的新算法 [J], 蒋凯;李明
2.一种新的随机PRI脉冲多普勒雷达无模糊MTD算法 [J], 刘振;魏玺章;黎湘
3.基于快速余差查表法的脉冲多普勒雷达解距离模糊算法 [J], 洪兴勇
4.一种解距离模糊的新算法 [J], 戴文琪;赵问道
5.一种基于投票积累的雷达导引头动态解距离模糊算法 [J], 陈伟;陈静;崔炳喆;郭玉霞;王岩岩
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多普勒天气雷达的数据模糊与退模糊方法
多普勒天气雷达的数据模糊与退模糊方法摘要：现如今，多普勒天气雷达在民航气象行业中的应用是越来越广泛。
特别是在夏季梅雨和雷雨多发的季节，天气雷达的探测给预报员们提供了准确及时的气象信息，大大提高了预报的准确率。
早期的雷达只具备探测目标强度的能力。
随着科技的发展，新一代的多普勒天气雷达具备了探测气象目标移动速度和方向的能力，这无疑让预报员在判断气象目标发生发展趋势的时候有了更好的依据。
但是多普勒天气雷达在探测目标的时候，会发生距离模糊和速度模糊的现象，本文主要讨论距离模糊和速度模糊产生的原因及解决办法。
关键词：天气雷达；多普勒测速；距离模糊；速度模糊1 引言在如今科技和经济飞速发展的时代下，“安全第一”始终是民航空管系统的第一宗旨，飞行安全也是民航事业的灵魂和纽带。
而在保障飞行安全的过程中，气象在其中起到的重要作用已经受到人们的广泛重视。
早期的天气雷达只具备探测目标回波强度的能力，没有多普勒测速的功能，因此，其应用范围受到一定的限制。
而随着多普勒效应被人们所熟知和应用，新一代的多普勒天气雷达诞生了，它除了能探测目标的强度之外，还具备了探测目标的移动速度和方向的能力，从而为雷达的用户提供了更加全面的信息。
特别是在梅雨和雷雨季节，雷达通过接收大气中的气象目标对电磁波的后向散射回波来获取它们的信息，测定其空间位置和强弱分布，并进一步让预报员了解强对流天气系统的生消过程和变化趋势，为保障航班的准时起降起到了重要的作用。
多普勒天气雷达在对大气风场环境和强对流天气系统的探测方面也发挥着巨大的作用，民航气象从业人员能够通过对速度图像的分析，判断大气中气流的运动趋势，在例如微下击暴流和低空风切变等这些恶劣天气产生影响之前给出一定的预判信息，保证民航飞行有效的避免这些安全隐患。
2 多普勒天气雷达的工作原理2.1 雷达探测的基本原理雷达发射机产生的是高频电磁波能量，这些能量由天线集中之后向大气空间中定向辐射出去。
雷达探测的基本原理是：雷达以一定的工作参数发射电磁波，当电磁波在大气中遇到气象目标后，便会产生后向散射的回波，计算电磁波从发出到被接收到的时间，便可测得气象目标的距离。
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术_刘淑媛
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术X 刘淑媛1),2) 王洪庆2) 陶祖钰2) 刘海霞1) 1)(空军气象中心,北京100843) 2))(北京大学物理学院大气科学系,北京100871)摘 要多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段。
纠正速度模糊是多普勒雷达探测风场信息有效应用的前提。
速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点集进行识别,如果无法识别或识别错误,将造成纠正过程的失败或需要人工识别。
文章提出了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法。
它只需首先将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场;然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断和调整。
给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明,这种方法对二次折叠也同样有效。
关键词:多普勒天气雷达 速度模糊 台风引 言多普勒天气雷达可以获得降水强度和相应范围内风场径向分量的信息,且时空分辨率远高于常规探空资料,被广泛应用于灾害性天气预警,是短时天气预报的重要手段之一,于中尺度气象研究也有很高应用价值。
美国已经在上个世纪末建立了多普勒天气雷达网,我国也将在近年内建立多普勒天气雷达网。
多普勒雷达的最大探测距离R max =c 2X (c:光速,X :脉冲重复频率)和最大测速范围V max =?X K 4(K :波长)之间存在反比关系。
在最大探测距离内,当粒子沿雷达波束方向的径向速度超过最大测速范围时,测得的径向速度将出现速度模糊(如图1中I 、II 、III 三段),它和真实径向速度相差2nV max (其中n =?1,?2,,)。
由于速度模糊扭曲了真实的风场信息,因此必须首先对速度模糊进行纠正之后,才能正确地应用多普勒雷达对速度的测量结果。
虽然硬件的改进和采用双重复频率方式可以加大最大测速范围,但在强烈的天气系统(如台风和对流性强风暴)中的风速非常大,速度模糊的出现仍难以避免。
在多普勒雷达速度图像上速度模糊的特征非常显著,但由于雷达探测到的速度在空间上往往是不完整的,而且其中还存在大量的噪音(如图1中廓线上大量的不规则起伏),造成了第14卷5期 2003年10月 应用气象学报JOU RNA L OF APPL IED M ET EOR OLO GICA L SCIENCE V ol.14,No.5October 2003X 受973项目G1998040907号,国家自然科学基金重点项目40233036号和高等院校重点实验室访问学者基金资助。
雷达信号检测中解模糊的改进算法
摘要 ： 模糊 问题是脉 冲多普勒雷达在信号检测时存在的固有问题 ， 为了解决模糊 问题 ， 一般 采用多重脉 冲重复 雷达
频率 （Ｒ ） Ｐ Ｆ 的工 作 方 式 。对 于 这种 体制 的雷 达 ， 目前 常 用 的 解 模 糊 算 法 有 孙 子 定 理 方 法 、 维 集 算 法 和 查 表 法 。主 一 要 阐述 了一 种 基 于一 维 集 算 法 的改 进 算 法 及 其 实 现 步 骤 ， 给 出 了 利 用 该算 法解 距 离 模 糊 的仿 真 结 果 。 并
关键 词 ： 距离模糊 ； 一维集算法 ； 多重脉冲重 复频率
中 图 分 类 号 ： Ｎ ５． １ Ｔ ９７５
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： Ｎ ２ ４３２１）６ ０８０ Ｃ ３— １（０ １０— ６—３ １ ０
Ａｎ Ｉ ｐｒ ｖ ｄ Ａｌ ｏ ｉｈｍ ｆ Ａｍ ｂ ｇ ｉｙ Ｒｅ ｏ ｖ ｎ ｎ Ｒａ ａ ｉ ｎａ ｔ ｃ ｉ ｎ ｍ ｏ ｅ ｇ ｒｔ ｏ ｉ ｕ ｔ ｓ ｌ ｉ ｇ ｉ ｄ ｒ Ｓ ｇ ｌＤｅ ｅ ｔｏ
Ｈ Ａ Ｎ ｏ — ｏ Ｈ ｎｇ ｂ
（ ｔｒ ｏ Ｈｙ ｅ ａ Ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ ． Ｌｔ ， ｈ ｎ ｈ ｎ ５ ８ ５ ， ｉ ａ ｎ ｃ ｔ ｓ Ｃｏ ， ｄ Ｓ ｅ ｚ ｅ １ ０ ７ Ｃｈ ｎ ） ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｍｂｉ ｕｉｙ ｐ ｏｂ ｅ ｉ ｈｅｉ ｓｒ ｃ ： ｅａ ｇ ｔ ｒ ｌ ｍ ｓｔ ｎｈｅ ｅ ａ ｔ ｒｉ ｉ ａ ｔ ｃ ｉ ｎ ｏｆｐｕｌｅＤｏ ｌ ｒｒ ｄ ｒ ． ｒ ｎｔｍ ｔｅ ｎ ｓｇｎ ｌｄｅ ｅ ｔｏ ｓ ｐｐ ｅ ａ ａ ｓ
０ 引 言
雷达信号检测中解模糊的改进算法
雷达信号检测中解模糊的改进算法韩红波【摘要】模糊问题是脉冲多普勒雷达在信号检测时存在的固有问题,为了解决模糊问题,雷达一般采用多重脉冲重复频率（PRF）的工作方式。
对于这种体制的雷达,目前常用的解模糊算法有孙子定理方法、一维集算法和查表法。
主要阐述了一种基于一维集算法的改进算法及其实现步骤,并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果。
%The ambiguity problem is the inherent matter in signal detection of pulse Doppler radars.For resolving the ambiguity problem,a multiple pulse repetition frequency（PRF） mode is usually used in the radar,and several methods have been proposed including the China Remainder Theory,the cluster algorithm and the lookup table method.This paper describes an improved method based on the cluster algorithm and its implementation steps,then the simulation results are given.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2011(034)006【总页数】4页(P68-70,78)【关键词】距离模糊;一维集算法;多重脉冲重复频率【作者】韩红波【作者单位】海能达通信股份有限公司,深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN957.510 引言脉冲多普勒雷达发射的脉冲频率有一定的范围，它的测量数据会有一定的限制，所以总会存在着模糊问题。
脉冲多普勒雷达解模糊方法研究
脉冲多普勒雷达解模糊方法研究随着科技的进步，雷达技术在军事、民用等领域中得到广泛应用。
而脉冲多普勒雷达是一种常见的雷达形式，其优点在于可以对运动目标进行测量。
但是在实际应用中，多普勒雷达往往存在解模糊问题，使得测量结果出现误差。
因此，针对脉冲多普勒雷达解模糊问题的研究变得十分重要。
一、多普勒频移的介绍在多普勒雷达中，我们需要测量运动目标的速度，而多普勒频移是一个重要的参数。
多普勒频移是指由于运动目标距离改变而引起的雷达返回信号频率的变化。
二、解模糊方法的分类解模糊一般有两种方式: 频率搜寻法和相位编码法。
频率搜寻法包括单脉冲解模糊法、多次编码解模糊法和码序列解模糊法等。
这些方法具有实现简单的优点，但是需要增加信号带宽和增加信噪比才能保证有效性。
相位编码法则是利用一个或多个附加载波在单个脉冲内进行调制，识别目标速度。
三、压缩性脉冲（Chirp）技术压缩性脉冲（Chirp）技术是一种解决多普勒雷达解模糊问题的有效方法。
压缩性脉冲是一种呈线性调频（LFM）形式的脉冲，频率随时间变化呈直线，其脉冲宽度较窄，在瞬间能够收集大量的信息。
因此，通过压缩性脉冲技术，可以提高多普勒雷达的带宽，在一定程度上解决解模糊问题。
四、基于数字信号处理的解模糊方法数字信号处理技术可以对雷达返回信号进行优化，提高信号的质量和准确度。
基于数字信号处理的解模糊方法是利用数字信号处理技术来提高雷达的解模糊能力。
这种方法不仅可以避免模拟电路产生的干扰问题，而且可以快速地进行数据处理，提高雷达系统的工作效率。
综上所述，脉冲多普勒雷达的解模糊问题是雷达技术中需要解决的一个重要问题。
在实际应用中，我们可以采取压缩性脉冲技术、基于数字信号处理方案以及其他方法，提高多普勒雷达的解模糊能力，有效地提高雷达的精度和准确度。
随着技术的进步，解决雷达解模糊问题的方法将会进一步地发展和完善。
脉冲多普勒雷达解模糊的改进
ｎ 嚣
‘ …
Ｒ。 ｍ 其中Ｒ ｒ、 Ｔ２ Ｒｒ 为ｍ Ｐ 对应的不模糊距离单元数且 Ｔｌ Ｒ ｒ 、 Ｔ ｍ 组Ｃ Ｉ 满足互质条件 ， 应用中国余数定理的查表法可以得ＮＲ 速度模 ，
糊 的原理 与距 离 模糊 相 同， 以下不 赘 述 。
●
●
＋ ●
１ ． ２解距离模糊 的方法
但 由于系统要求也随之提高， 解模糊仍然是一个大运算量的处 理过 程。 模糊技术仍然是信号处理中的核心 技术 ， 解 本文描述 的循环剔除原始点解距离模糊方法用于降低 目 标虚警， 多极值 解速 度模糊的方法用于获得 刚示的速度分辨功能。
方法为， 先用５ ５ ／ 准则检测， 将满足 准则 的原始点剔除掉， 用剩 余点做４５ ／ 准则， 依次类推， 直Ｎ２ ５ ／准则， 此方法的机理是认为 检测准则高的信号置信度也高， 不让这些 来 自于目标的原始点 和随机信号一同参与解模糊， 在复杂背景的解模糊 中得 到了很 好 的效 果 。
仍然 是利用中国余数定理 ， 采用查表的方法解距离模糊 ， 值得 注意 的是 ， 在机载领域 ， 尤其是非正侧 阵雷达 ， 频谱 相对 于正侧阵雷达发生了较大改变 ， 弯曲杂波 的出现， 使得解模 糊 的背景更加复杂， 虚警 也随之提高， 并且弯 曲杂波很容易带来 检测画面在固定位置出现环状虚警， 这也是解模糊面临的新问
１ 解距离模糊
１ 距离模糊 ． １
为了提高检测性能， Ｄ Ｐ 雷达 常采用中高Ｐ Ｆ Ｒ 发射脉冲， 以便 在频域获得更宽的无杂波 区， 如图１ 所示：
发 射 信 号
１ ． ３解距离模糊算法优化
由于采用循环检测的方法， 故运算量也有了很大的提高， 所以在工程实践中必须采取算法优化才能满足需求。 具体方法 为， 在第一次解距离模糊时将满足 距离模糊 的准填入表中， 在 之后的循环解距离模糊中， 直接访问此准则表 ， 在绝大多 由 数位 置， 目标是不满足准则 的， 故此方法能有 效的控制解距离
新一代多普勒天气雷达的模糊技术
（ 即出现 了速度模 糊）。 （ ２ ）一般情 况下 Ｓ波 段的多普 勒天气雷 达 的最大不模糊 速度为 ２ ７ ｍ／ ｓ ，这主要也是 由 于多普勒脉冲 雷达重复频率太低 的缘故 ，在 出 现强风和 台风的时候，速度模糊 的情形就会频 繁 出现 。 （ ３ ）因 为使 用 了 ＷＳ Ｒ一 ８ ８ Ｄ 速度 范 围扩 展技术 ，所 以速度场在 １ ４ ７ ． １ ５ ３公里的资料经
测 目标斜距所造 成的延时大于 了雷 的距离测量值 并 不是 目标 的真实距离，而是相对于雷达脉冲 重
复周期整数倍 的余 数，这也就产生 了距离模糊 （ 距 离 折 叠 ） 。 同 理 ， 当 探 测 目标 的径 向速 度 所 造成的多普勒频 移超 出脉冲重复频率时 ，则 雷达 的测量值是 以脉冲 重复频率为模 的余数 ， 就会 出现 了速度模糊 （ 速度折 叠）。 ； 、ｊ ｉ ， 的相位差解速度模糊可得出速度的估 目前 最流 行 的事 利用 双脉 冲重 复频 率法 据ｊ （ ＤＰ ＲＦ ）来解 模糊 处理 ，双脉冲重 复频 率法 就是 参差重复频率法 的一种 ，而且是得到最广 泛应用 的一种 主要是 因为双脉 冲重 复频率法 不仅 能很好 的解距离模糊 ，也 能很好 的解速度 模糊 。
使 用双 脉 冲重 复频 率技 术提 高多 普勒 天气雷达数 据质 量的 问题。
当雷 达处 于 中等重 复频 率 工作 方式 时， 其脉冲重复频率小于 目标 的径 向速度所 引起的 多 普 勒 频 移 ，这 时 候 雷 达 的测 量 值 是 以 重 复 频 率 为模 的 余 数 ， 速 度 模 糊 就 产 生 了 。其 实 这 和 距 离模 糊是差不多的 ，我们都可 以采用双 脉冲 重复频率技术来解速度模糊 。当然 雷达参 数也 必 须满 足下列条件：
一种优化PD雷达速度模糊和距离模糊的方案
- 15 -高 新 技 术０ 前言距离模糊和速度模糊往往在PD 体制中难以避免，雷达的检测结果很容易因此出现多值性问题，解模糊便是针对这类问题用以实现真实目标检测的手段，而为了实现这一手段有效性的进一步提升，正是本文就PD 雷达中优化距离模糊和速度模糊开展具体研究的原因所在。
１ 传统的解模糊方法１．１ 距离解模糊采用中高PRF 信号属于PD 雷达的常态，这是由于这类信号能够使雷达在频域获得高的无杂波区，其检测性能便能够由此实现长足提升，但由于距离模糊的出现，真实目标的距离往往难以确定，因此采用参差变频的方法配合孙子定理中的查表法，即可实现距离解模糊。
在应用孙子定理查表法的距离解模糊中，这一解模糊方法具备不依赖CFAR 后过门限的点迹个数，由此应用的N/M 准则便能够求得距离模糊表，而结合该表开展的解距离模糊成功后，便可以开展解速度模糊。
值得注意的是，考虑到回波的信噪比低、距离较远、三重遮挡等因素的存在，应用二次门限的方法提升距离解模糊精度的方法也在业界较为常见，这一方法主要用3/5准则解距离模糊，随后用2/5准则解模糊，由此即可实现在满足系统虚警指标的前提下提高解距离模糊的精度。
１．２ 速度解模糊速度解模糊的原理与距离解模糊相似，因此传统的速度解模糊方法必须开展MTD 处理，通过计算各个重复周期的模糊度则可以得出目标的多普勒频率，这一频率在具体的速度解模糊中能够发挥重要作用。
在速度解模糊的孙子定理查表法应用中，这一应用能够计算间隔频率在各个重频的模糊频道，该计算需要将某个重频的滤波器宽度作为间隔，由此实现的模糊频道值建表并结合N/M 准则，即可完成PD 雷达的速度解模糊，而当目标在各个重频的模糊频道与表中的频道值有N 次相同时便可以确定解模糊成功。
值得注意的是，MTD 处理后需要选择过门限频道中幅度最大的频道，这样速度解模糊的精度才能够得到更好的保障。
２ 解模糊方法的改进建议虽然孙子定理查表法能够初步满足PD 雷达的解模糊需求，但建表时频道取整、CPI 输出频道与真实频道差距等来的误差，却使得这一解模糊方法并不能完全满足我国当下PD 雷达的应用需要，因此本文基于目标径向速度不随雷达工作频率变化而变化的特性提出了一种新的解模糊方法，这一方法已经在频率捷变雷达中得到了较好的实践验证。
一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法
一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法本文介绍了一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法。
根据飞行数据样本计算出补偿因子，将补偿因子折算到雷达天线波束指向角中，通过修正天线波束指向角完成对雷达前向测速误差的修正。
标签：多普勒雷达，前向测速误差，天线波束指向角;1 引言多普勒测速雷达主要测量飞机或导弹等载体坐标系下的三轴向速度，供惯导系统实现惯性/多普勒组合导航功能。
现有多普勒雷达多用于飞机上，对雷达测速精度要求不是很高，随着技术的发展和改进，多普勒雷达开始应用于弹用领域，对其体积、重量、特别是精度的要求更高，其精度指标要高于飞机上一倍左右。
弹用多普勒雷达的测速误差，包括内部和外部两种因素。
内部因素主要有发射机的频率稳定度、频率跟踪器的跟踪精度、有限波束宽度引起的误差、天线轴线精度。
内部因素是在雷达设计制造过程中产生的误差，在雷达设计时可对这些误差进行估计和控制。
频率跟踪器的跟踪精度除了设计中元器件产生的误差还有在调试中人为的因素，因此在调试中需要控制每部产品频率跟踪器的跟踪误差，保证将每部产品频率跟踪器的跟踪误差降到最小，这样可以确保每部产品的一致性。
外部因素主要有天线波束指向角测量误差、不同地貌散射引起的误差，外部因素在设计时无法对其进行准确估计。
弹用多普勒雷达安装在载体底部，采用“X”形配置四波束分时收发方式，每个波束有两个波束指向角α和λ，天线测试时需要分别测量这两个波束指向角，根据多普勒雷达速度公式，天线波束指向角参与雷达速度计算，因此天线波束指向角的测量精度直接影响着雷达的测速精度。
雷达天线的测量采用平面近场测量技术，天线波束指向角的测量误差有场地校准误差，扫描架Z向位置误差，电缆相位误差，方向图峰值位置，探头安装准直，多次反射，扫描架热变形，其中场地校准误差可以计算出来，其余误差随机性较大，无法准确修正。
雷达的电磁波照射在各种不同地貌之间，照射的地表散射系数存在很大的变化。
地貌偏差引起的速度误差量级公式如下：通过公式〈1〉可以看出，速度误差量级公式与波束宽度、反射系数及载体速度有关，波束宽度在雷达设计时已固定，因此不同的地貌反射系数与载体速度会产生速度误差，弹用多普勒雷达在飞行中侧向速度很小，引起的误差可以忽略不计，但前向速度很大，其速度约是飞机上的数倍，因此较小的地貌偏差都會引起量级的误差，如果不进行修正则会引起弹用多普勒雷达的前向测速误差增大。
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
刘淑媛;王洪庆;陶祖钰;刘海霞
【期刊名称】《应用气象学报》
【年(卷),期】2004(15)1
【摘要】多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段.纠正速度模糊是多普勒雷达探测风场信息有效应用的前提.速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点集进行识别,如果无法识别或识别错误,将造成纠正过程的失败或需要人工识别.文章提出了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法.它只需首先将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场;然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断和调整.给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明,这种方法对二次折叠也同样有效.
【总页数】8页(P111-118)
【作者】刘淑媛;王洪庆;陶祖钰;刘海霞
【作者单位】空军气象中心,北京,100843;北京大学物理学院大气科学系,北
京,100871;北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;空军气象中心,北京,100843
【正文语种】中文
【中图分类】P412
【相关文献】
1.脉冲多普勒雷达速度模糊的求解 [J], 何劲
2.二维多途径多普勒雷达退速度模糊算法的改进及效果分析 [J], 杨明;王改利;刘黎平;仰关霖;陈正旭
3.毫米波多普勒雷达RHI退速度模糊研究 [J], 宋立雪;魏鸣;宋继堂
4.脉冲多普勒天气雷达数据质量控制之解速度模糊处理 [J], 梁华
5.一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法 [J], 孟飞;谢良贵;李饶辉
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多普勒雷达速度退模糊方法分析
是Ｘ ｕ ｑ ｉ ｎ的基 于 反 演 平均 风 的方 法 。模 拟 资 料 的检 验 结 果 表 明 ： （ １ ） Ｚ ｈ ａ ｎ ￣ ｉ ａ ｎ的方 案对 零 风 速 线 与 某一 条径 线 较 匹
配时 ， 会 取得 较 好 效 果 ， 否则找不到弱风区 ， 退模糊失败 ； （ ２ ） Ｘ ｕ ｑ ｉ ｎ的 ｌ 方案对非线性很敏感 ， 非线性越强 ， 效 果越差。 文 中设 计 了一 种 寻 找弱 风 区确 切 位 置 的 算 法 。 使 用 模拟 资料 的测 试 效 果 表 明 ， 新 方 案 继 承 了零 线 方 案 的 优 点 ， 另外 ，
解决 测速模 糊 的方法 研究 很早 就 已经开 始 。从 ２ ０世 纪 ７ ０年代 以来 。气 象工 作 者开 发 了多 种退 模 糊 方法 。早期 的 方案 都是依 赖观 测场 的空 间连续 性 约束来 检 查观测 是 否模糊 。 １ ９ ７ ７年 Ｒ ａ ｙ ｅ ｄ ｄ ￣ ｎ 提 出第 种退 模 糊算 法 ， 这 是 一 种 ～ 维 径 向方 案 ， 它 使 用 径 向上 的 观测 信息 来 判断 和 去 除速 度模 糊 ， 当径 向 观 测应 当规 则地 分布在 它们 的平 均值 附 近 。在径 向 观 测 分 布近 似高 斯 分布 时 ，或者 模糊 观 测 很少 时 ，
们 同时尝 试 了在 垂 直方 向上 进 行对 比 ， 这样 的对 比 有 利于 处理孤 立 的 回波 观测 ， 并 且 降低 了对 Ｖ Ａ Ｄ平
均 风场 的需求 。Ｇ ｏ ｎ ｇ ￣ 等建 立 了一种 三 步退 模 糊 方
＝ — 一
—
４
（ １ ）
（ ２ ）
Ｖ Ｔ ＝Ｖ ￣２ ｘ ｎ ｘ
当零 风 速 线 的 走 向 与观 测 径 线 差 异 较 大 时 ， 仍 然 可 以取 得 较 好 的结 果 。
一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法
一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法
孟飞;谢良贵;李饶辉
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2009(031)004
【摘要】速度模糊是脉冲多普勒雷达中的一个重要问题.在没有别的信息源情况下,需要用雷达测得的距离信息来解速度模糊,因为距离回路输出与速度回路输出代表同一个目标的距离和径向速度,它们之间存在确定关系.推导最小二乘法解速度模糊的方法,提出一种新的不变量嵌入法解速度模糊的方法.通过理论分析和仿真证明不变量嵌入法可以有效地解速度模糊,并且实质上就是最小二乘法,其在提高距离精度上等效于测距、测速回路构成的复合控制系统.
【总页数】5页(P791-794,808)
【作者】孟飞;谢良贵;李饶辉
【作者单位】中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854;中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854;中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
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1.解运动目标径向速度模糊的一种新方法 [J], 杨垒;王彤;保铮
2.脉冲多普勒雷达速度模糊的求解 [J], 何劲
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多普勒雷达海面测速误差修正方法[发明专利]
![多普勒雷达海面测速误差修正方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d9401f11770bf78a6429544b.png)
专利名称：多普勒雷达海面测速误差修正方法专利类型：发明专利
发明人：李俊锋,何开巍,陈晓东,岂常春,樊稳茹申请号：CN201811223362.1
申请日：20181019
公开号：CN109100699A
公开日：
20181228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多普勒雷达海面测速误差修正方法，主要解决现有多普勒雷达海上测速误差较大的问题，其实现方案是：在载机处于水面上空时，将飞行载体开关置于“海洋”模式，多普勒雷达波束跟踪正常时；根据前向速度修正系数和横向速度修正系数，对回波频谱畸变引起测速误差的修正；根据洋流数据和海洋表面风数据分别获取洋流和海洋表面风引起的相对于地理坐标系下测速误差修正量；将地理坐标系下的速度修正量转换为机体坐标系下的速度修正量，进行速度修正。
本发明简化了飞行人员的操作复杂度，大幅度消减多普勒雷达海洋上测速带来的误差，提高了测速精度，可用于多普勒雷达海上测速。
申请人：陕西长岭电子科技有限责任公司
地址：721006 陕西省宝鸡市渭滨区清姜路75号
国籍：CN
代理机构：陕西电子工业专利中心
代理人：王品华
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下面用一条最简单的
∀ 假定存在一次速度
所示 来加以说明 其最大速度为
#
#
折叠 ∀ 如果雷达的最大不模糊速度为 大的负值 或正值 倍 ∀ 但在图 即如图
则雷达测得的速度2方位廓线中超过
的峰值区段 或谷值区段 应被折叠到相反方向 很大的正值 或负值 突然变为很 所示 ∀ 相邻两个跳跃点之间的速度差为最大不模糊速度的 只是在数值上发生向下或向上平移 ∀ 因此 只要将图 倍不模糊速度 就可将廓线恢复成没有折叠的 中第一个区段是模糊区段 则平移的结果使图 倍不模糊速度 就可将 所示 从而达到消除速度模糊的目的 ∀ 所以 中可以看到 速度模糊所造成的折叠现象并不改变模糊区段廓线的形状
速度2方位廓线上的折叠现象完全被消除了 最大速度为
β附近 与台风右侧的偏东气流相对应 ∀
是雷达观测的不模糊速度的 给出
侧的偏北气流相对应 最大的趋近速度位于 图
!
β仰角退模糊前后整个扫描面的速度图像对比 ∀ 可见 退模糊前 图
雷达南侧和东侧的速度大值区中都存在两次速度折叠 ∀ 而退模糊后 图 模糊均得到正确的纠正 纠正后的最大多普勒速度从
#
所有的速度
# ∀
提高到
结束语
本文提出的首先将存在折叠的速度场恢复为连续的 !没有跳跃的速度场 然后再对其 速度数值是否存在整体偏移做出判断及进行调整的方法 由于不需对模糊点集或非模糊 点集进行识别 避免了由于无法识别或识别错误造成的失败 是一种简便可靠的速度模糊 纠正方法 ∀ 对相当数量多普勒雷达速度模糊资料的处理表明 此方法是可行的 且对二次 折叠也有效 ∀ 最后需要指出的是 在雷达扫描的范围内只获得少量分散的速度资料并且分布在离 雷达较远地方的情况下 如果存在速度模糊 则可能出现模糊点集和非模糊点集不相邻接 的情况 ∀ 本文所提出的方法 在这种情况下由于不能找到跳跃点而失效 ∀ 不过在这种情 况下 速度场的分析已经没有太大的意义 ∀
多普勒速度模糊纠正方法
1 1
基本思路 本文提出的纠正速度模糊方法的基本出发点是 如果没有速度模糊 多普勒雷达测得
的径向速度在每一距离圈上随方位角的分布廓线应是一条连续的围绕零线的曲线 它都 有一个最大的远离速度和一个最大的趋近速度 因此其基本轮廓形状类似于一阶简谐曲 线 ∀ 当出现速度模糊时 雷达测得的速度将被折叠到相反方向 速度随方位的变化发生不 连续的跳跃 ∀ 它是退模糊方法的基本依据 ∀ 为方便说明本文提出的方法可以无需首先确定非模糊点 集 速度2方位廓线 如图
ς
¬ ¬
χ
Ξ
χ : 光速 , Ξ 脉冲重复频率 和最大测速范围
?
ΞΚ
( Κ 波长 之间存在反比关系 ∀ 在最大探测距离内 当粒子沿雷达波束方向的
径向速度超过最大测速范围时 测得的径向速度将出现速度模糊 如图 段 它和真实径向速度相差
νς
¬
中 ! !
三
其中 ν ? ? , ∀ 由于速度模糊扭曲了真实 的风场信息 因此必须首先对速度模糊进行纠正之后 才能正确地应用多普勒雷达对速度 的测量结果 ∀ 虽然硬件的改进和采用双重复频率方式可以加大最大测速范围 但在强烈 的天气系统 如台风和对流性强风暴 中的风速非常大 速度模糊的出现仍难以避免 ∀ 在 多普勒雷达速度图像上速度模糊的特征非常显著 但由于雷达探测到的速度在空间上往 往是不完整的 而且其中还存在大量的噪音 如图
第
卷 年
期 月
应用气象学报
ƒ °° ∞⁄ ∞× ∞ ≤ ≥≤ ∞ ≤ ∞
∂
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
刘淑媛 王洪庆 陶祖钰 刘海霞
Ξ
空军气象中心 北京 北京大学物理学院大气科学系 北京
摘
要
多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段 ∀ 纠正速度模糊是多普勒雷 达探测风场信息有效应用的前提 ∀ 速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点 集进行识别 如果无法识别或识别错误 将造成纠正过程的失败或需要人工识别 ∀ 文章提出 了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法 ∀ 它只需首先 将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场 然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断 和调整 ∀ 给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明 这种方法对二次折叠 也同样有效 ∀ 关键词 多普勒天气雷达 速度模糊 台风
点 ∀ 从靠近雷达的第一个距离圈开始 , 沿切向逐点逐圈进行判断 , 直到遍历整个扫描面 ∀ 给定标准数 Κ ∀ 为了消除孤立的有值点 在一个有效值点的周围 个邻近点中 有
期
刘淑媛等 一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
多于 Κ 个点没有有效值时 将此点置为缺测点 ∀ 为了消除孤立的缺测点 在一个缺测点 周围 个点中有多于 Κ 个点为有效值 将中心点同一距离圈的前一个点赋值给中心点 ∀ 使用陶祖钰≈ 的切向模糊消除技术中的方法消除孤立的跳跃点 连续非模糊段中孤立的 模糊点 或相反 ∀ 1 3 纠正速度模糊的具体做法 第 步 恢复速度2方位廓线的连续性 找出第 从雷达扫描的任意一个距离圈开始 为方便起见可以从第一个距离圈开始
ϑ . Ατ µ οσ . Οχεανιχ Τεχη . , • 5 ∞ 72 • ≠ ≠ × ≤ ⁄ ≥ ∗ 2 ∂ ⁄ 2 ⁄ √ ∗ ≥ ⁄ ∞ ⁄ ≥ ⁄ × 2 2
√
∏
√
ϑ . Ατ µ οσ . Πηψ σ. , 10 √ ∗ ∏
ϑ . Ατ µ οσ . Οχεανιχ Τεχη . , ∏ 77 ∗ 4 ⁄ ∗ √ ∏ ⁄
致谢 感谢台湾大学周仲岛教授提供
××
台风的 ⁄
雷达观测资料 ∀
参考文献
°≥ ≤ ⁄ 2 ⁄ ϑ . Αππλ. Μετεορ . , 16 ∗
期
⁄ • ƒ • ∏ ≥ ≤ • ∏ √ ≤
刘淑媛等 一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
√ ≥ 2 ≥ × 3 ∗ ⁄ √ ϑ . Ατ µ οσ . Οχεανιχ Τεχη . , ≤ √ ∏ ∗ ° ∗ ≥ √ ⁄ ≤ 2 ° ≤
一个不为零的点为起点 以此点为中心选取一个 ν ≅ µ 的小窗口 如 ≅ 在窗口中逐 点与中心点比较 如果与中心点符号相反 且两点差的绝对值大于给定的判断标准 2
× 其数值原则上应大于不模糊速度
则认为该点是模糊点 并做退模糊处理 ∀ 然后再
对下一点进行同样的处理 但前面已做模糊纠正的点只参与判断而不做处理 以确保每一 个点只做一次纠正 ∀ 将此步骤遍历整个廓线 并以此类推直到遍历整个雷达扫描区域 ∀ 经过上述处理后 原来廓线上的折叠区段都经过了平移 整个廓线恢复了连续 不再存在 折叠现象 相当于图 所示 ∀ 如果初始点恰好是非模糊点 则处理后的廓线便是模糊纠 正后的廓线 ∀ 但如果初始点是模糊点 则恢复连续后的廓线发生了整体偏移 基本上都是 第 步 判断廓线是否发生了整体偏移
•
×
∏∏
∏
)
¬
( Αιρ Φορχε Μετεορολ ογιχαλ Χ εντερ , Βειϕ ιν γ
正的速度或负的速度 ∀ 因此 还需要进一步作出判别和修正 ∀ 判断经过第一步修正后的廓线是否发生了整体偏移 可以根据在没有模糊情况下的 速度2方位廓线上总有一个最大值和最小值 而且它们的符号相反 !数值大致相当做出判 断 ∀ 也就是只需按廓线上极大值和极小值之和相对于最大不模糊速度的比值的整数倍进 行修正 即可将整体偏移的廓线调整到正确位置 ∀ 具体做法是 在每一距离圈中选出该圈 的最大值 ςρ 其中
¬ 3 只要将廓线上每一点按 ς ρ
ςρ
νς
¬
进行修正 就可使
∀
步 根据风场的连续性沿径向对边缘区域进行调整
可见 上述方法可以在无需首先确定非模糊点 集 的条件下对模糊进行纠正 从而避 免了以往各种纠正速度模糊方法中寻找非模糊点的各种假设和复杂计算以及由于误判造 成的一系列问题 ∀ 下面给出用此方法纠正速度模糊的实例 ∀
引
言
多普勒天气雷达可以获得降水强度和相应范围内风场径向分量的信息 且时空分辨
率远高于常规探空资料 被广泛应用于灾害性天气预警 是短时天气预报的重要手段之 一 于中尺度气象研究也有很高应用价值 ∀ 美国已经在上个世纪末建立了多普勒天气雷 达网 我国也将在近年内建立多普勒天气雷达网 ∀ 多普勒雷达的最大探测距离 Ρ
ϑ . Μετεορ . Σοχ . ϑαπαν , ≤ 18 ∏ ∗ 2 ∏2
陶祖钰 多普勒速度模糊的切向消除技术 应用气象学报
ϑ . Ατ µ οσ .
×
Α ΣΙ ΜΠΛΕ ΑΛΓ ΟΡΙΤ Η Μ ΦΟΡ ∆ Ε ΑΛΙΑΣΙΝΓ ς ΕΛΟΧΙΤΨ Α ΜΒΙΓ ΥΙΤ Ψ
∏≥ ∏ ∏
) )
即速度随方位角的分布特征 连续廓线 如图
廓线中的折叠线段依次向相反方向平移 所示 ∀ 但是由于图
廓线的速度值都是负值 ∀ 显然 只需将廓线上每一点的值都加上 廓线恢复成没有模糊的正确廓线 如图
纠正速度模糊最简便的方法是 第一步先使廓线恢复连续 ∀ 第二步是对廓线是否发生整 体偏移做出判断 如是 则将连续的廓线整体平移到正确的数值 ∀ 原始径向速度常存在大量噪音 在实现上述方法前先对原始资料进行消除噪音的处理 ∀
#
台风的观测是一个有多次速度折叠的个例 ∀
观测时的最大不模糊速度为
β仰角的第
∀ 台风中心位于雷达的东南方 ∀
距离圈原始速度2方位廓线 图
β∗
次从正到负的速度跳跃 叠现象 ∀ 模糊纠正后 图
#
上 β ∗ β之间存在连续两 β则有连续两次从负到正的速度跳跃 是明显的两次折 倍 ∀ 最大的远离速度位于
β附近 与台风左
达的南部 多普勒雷达观测的最大不模糊速度为 给出了 仰角为 时针旋转 正东方向为零度 下同 色 突变为正速度 兰色 的 像中