一种功率谱识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种功率谱识别方法及装置，涉及气象雷达探测领域，用于通过在双峰谱中识别出降水谱及湍流谱，提高获取大气湍流信息及降水信息的准确性。所述方法，包括：获取第一功率谱；确定所述第一功率谱是否为双峰谱；其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点；若确定出所述第一功率谱为双峰谱，则确定出所述第一功率谱的第一对称极值点；将所述第一功率谱以所述第一功率谱的第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱；所述第一功率谱包括所述第二功率谱及第三功率谱；在所述第一功率谱中获取所述第三功率谱。

【技术实现步骤摘要】
一种功率谱识别方法及装置
本专利技术涉及气象雷达探测领域，尤其涉及一种功率谱识别方法及装置。
技术介绍
风廓线雷达是一种气象雷达，可以向空中发射不同方向的电磁波束，电磁波束在传播过程中，由于大气中折射率的分布不均匀或者遇到颗粒物等而引起散射，从而产生了散射回波。风廓线雷达可以接收到散射回来的散射回波，并根据接收到的散射回波生成功率谱。电磁波在大气传播过程中，因为大气湍流造成的折射率分布不均匀而产生散射称为湍流散射，而因为降水粒子造成的散射称为降水散射。在晴空条件下，由于大气中不存在降水粒子，所以电磁波仅因大气湍流造成的折射率分布不均匀而产生散射，此时，风廓线雷达仅接收到湍流散射的散射回波，此时风廓线雷达生成的功率谱仅与大气中的湍流散射有关，风廓线雷达生成的功率谱为单峰谱。在阴雨条件下，风廓线雷达不仅能够接收到湍流散射的散射回波，还可以接收到电磁波因降水粒子而产生降水散射的散射回波。这样，风廓线雷达根据湍流散射的散射回波及降水散射的散射回波得到功率谱，此时风廓线雷达得到的功率谱是湍流谱和降水谱叠加的双峰谱。在阴雨条件下，风廓线雷达获取的双峰谱是降水谱与湍流谱的叠加功率谱，若通过此双峰谱获取仅与湍流谱有关的大气湍流信息时会存在较大误差。若通过此双峰普获取仅与降水谱有关的降水信息也会存在较大误差。所以在现有技术中，由于无法在双峰谱中识别出降水谱和湍流谱，从而无法通过此双峰谱准确获取大气湍流信息及降水信息。
技术实现思路
本专利技术提供了一种功率谱识别方法及装置，用于通过在双峰谱中识别出降水谱及湍流谱，提高获取大气湍流信息及降水信息的准确性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种功率谱识别方法，包括：获取第一功率谱，所述第一功率谱是指去噪声后的雷达功率谱，确定第一功率谱是否为双峰谱，其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点。若确定出第一功率谱为双峰谱，则确定出第一双峰谱的第一对称极值点。将第一功率谱以第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱，第一功率谱包括了第二功率谱及第三功率谱，在第一功率谱中获取第三功率谱。第二方面，本专利技术实施例提供了一种功率谱识别装置，包括：获取单元，用于获取第一功率谱，所述第一功率谱是指去噪声后的雷达功率谱。确定单元，用于确定所述第一功率谱是否为双峰谱，其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点。所述确定单元，还用于若确定出所述第一功率谱为双峰谱，则确定出所述第一功率谱的第一对称极值点。处理单元，用于将所述第一功率谱以所述第一功率谱的第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱。所述第一功率谱包括所述第二功率谱及第三功率谱。所述获取单元，还用于在所述第一功率谱中获取所述第三功率谱。本专利技术实施例提供了一种功率谱识别方法及装置，获取第一功率谱，第一功率谱是指去噪声后的雷达功率谱。确定第一功率谱是否为双峰谱，其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点。若确定出第一功率谱为双峰谱，则确定出第一双峰谱的第一对称极值点。将第一功率谱以第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱。第一功率谱包括了所述第二功率谱及第三功率谱，进而可以在第一功率谱中获取第三功率谱。这样，在阴雨条件下，当风廓线雷达获取的功率谱为降水谱与湍流谱叠加的双峰谱时，通过上述方法可以准确的识别出此双峰谱中的降水谱及湍流谱，从而可以仅根据降水谱获取到相应的降水信息，仅根据湍流谱获取大气湍流信息，提高了获取大气湍流信息及降水信息的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种功率谱识别方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种确定第一功率谱是否为双峰谱的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种确定第一功率谱信号区间的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种第一功率谱及其信号区间的示例图；图5为本专利技术实施例提供的另一种第一功率谱及其信号区间的示例图；图6为本专利技术实施例提供的一种功率谱识别装置的功能结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“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。本专利技术实施例提供了一种功率谱识别方法，如图1所示，包括：101、获取第一功率谱。其中，所述第一功率谱是指由雷达功率谱去掉噪声功率谱后得到的功率谱。具体的，功率谱识别装置获取第一功率谱包括：获取雷达功率谱。对所述雷达功率谱进行去噪声处理，得到第一功率谱。也就是说，功率谱识别装置通过散射回来的电磁波可以获取到雷达功率谱，在获取了雷达功率谱后，对此雷达功率谱进行去噪声处理，即为将雷达功率谱与预设的噪声门限初始值进行比较，由于低于噪声门限初始值的为噪声，所以对雷达功率谱中高于此噪声门限初始值的部分进行裁剪，将雷达功率谱中的噪声部分保留，从而可以获取到相应的噪声功率谱。需要说明的是，从雷达功率谱中，获取相应的噪声功率谱的方法与现有技术中相同，在此不再赘述。在获取到噪声功率谱后，可以将雷达功率谱中的噪声功率谱消除掉，进而获取第一功率谱。需要说明的是，第一功率谱和噪声功率谱相互独立，且满足可加性，即为本专利技术实施例中的所述的雷达功率谱是由第一功率谱及噪声功率谱叠加而成。需要说明的是，在本专利技术所有实施例中，噪声功率谱均为白噪声功率谱。102、确定所述第一功率谱是否为双峰谱。其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点。具体的，功率谱识别装置在获取到第一功率谱后，需要确定此功率谱是双峰谱还是单峰谱。其中，确定第一功率谱是否为双峰谱的方法，如图2所示，包括以下几个步骤：1021、确定所述第一功率谱对应的信号区间。具体的，功率谱识别的装置在获取到第一功率谱后，可以根据第一功率谱中的信号点确定出其对应的信号区间，确定第一功率谱对应的信号区间有以下方法，如图3所示，包括：10211、确定信号区间的起始端点。具体的，确定信号区间的起始端点的方法如下：确定所述第一FFT(FastFourierTransformation，快速傅氏变换)点；若确定出第一FFT点至其后连续的n-1个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率中，有q个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率均不为零，则将第一FFT点确定为信号区间的起始端点。若确定出第一FFT点至其后连续的n-1个FFT点中，有p个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率为零，则将第i个FFT点对应的第一功率谱的信号点确定为第一功率谱的起始信号点，并将第i个FFT点确定为第一FFT点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率谱识别方法，其特征在于，包括：获取第一功率谱；所述第一功率谱是指由雷达功率谱去掉噪声功率谱后得到的功率谱；确定所述第一功率谱是否为双峰谱；其中，所述双峰谱中包含有两个极大值点；若确定出所述第一功率谱为双峰谱，则确定出所述第一功率谱的第一对称极值点；将所述第一功率谱以所述第一功率谱的第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱；所述第一功率谱包括所述第二功率谱及第三功率谱；在所述第一功率谱中获取所述第三功率谱。

【技术特征摘要】
1.一种功率谱识别方法，其特征在于，包括：获取第一功率谱；所述第一功率谱是指由雷达功率谱去掉噪声功率谱后得到的功率谱；确定所述第一功率谱是否为双峰谱，所述双峰谱中包含有两个极大值点；其中，确定所述第一功率谱是否为双峰谱包括：确定所述第一功率谱对应的信号区间；在所述信号区间内，对所述第一功率谱进行插值及滑动平均处理，确定出第一功率谱的极大值点的个数；根据所述第一功率谱极大值点的个数确定所述第一功率谱是否为双峰谱；若确定出所述第一功率谱为双峰谱，则确定出所述第一功率谱的第一对称极值点；其中，确定出第一对称极值点包括：确定所述第一功率谱的第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离；所述第一功率谱包括第一极大值点和第二极大值点；所述第一极大值点是所述第一功率谱中与所述信号区间的起始端点间的距离最小的极大值点；确定所述第一功率谱的第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离；所述第二极大值点是所述第一功率谱中与所述信号区间的终止端点间的距离最小的极大值点；根据所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离、以及所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离，确定所述第一对称极值点；将所述第一功率谱以所述第一功率谱的第一对称极值点为对称中心进行对称处理，获取第二功率谱；所述第一功率谱包括所述第二功率谱及第三功率谱；在所述第一功率谱中获取所述第三功率谱。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离、以及所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离，确定所述第一对称极值点，包括：若所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于等于第一预设值，且所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于等于第二预设值，则将所述第一极大值点或第二极大值点确定为所述第一对称极值点；或者，若所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于等于第一预设值，且所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于第二预设值，则将所述第一极大值点确定为所述第一对称极值点；或者，若所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于第一预设值，且所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于等于第二预设值，则将所述第二极大值点确定为所述第一对称极值点；或者，若所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于第一预设值，且所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于第二预设值，则将功率值最大对应的极值点确定为所述第一对称极值点；所述第一功率谱中获取所述第三功率谱包括：在所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于等于第一预设值，且所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于等于第二预设值时，将所述第一功率谱以所述第一功率谱的第二对称极值点为对称中心进行对称处理，获取所述第三功率谱；其中，所述第二对称极值点是所述第一功率谱中除所述第一对称极值点之外的极值点；或者，所述第一极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离小于第一预设值，或所述第二极大值点与所述信号区间的起始端点间的距离大于第二预设值时，根据所述第二功率谱，在所述第一功率谱中获取所述第三功率谱。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一功率谱对应的信号区间包括：确定第一快速傅氏变换FFT点；所述第一FFT点是第一功率谱的起始信号点对应的FFT点；若确定出第一FFT点至其后连续的n-1个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率中，有q个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率均不为零，则将第一FFT点确定为信号区间的起始端点；所述n为大于0的整数；q为预先设置的，大于0的整数；若确定出第一FFT点至其后连续的n-1个FFT点中，有p个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率为零，则将第i个FFT点对应的第一功率谱的信号点确定为第一功率谱的起始端点，并将第i个FFT点确定为第一FFT点，直至确定出第一FFT点至其后连续的n-1个对应的第一功率谱的点的功率中，有q个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率均不为零；所述i＝1,2，……，n；其中，p为大于n与q之差的整数；第i个FFT点是对应的第一功率谱的信号点的功率不为零的，所述第一FFT点之后的，距离所述第一FFT点最近的点；确定第二FFT点；所述第二FFT点是第一功率谱的终止信号点对应的FFT点；若确定出第二FFT点至其前连续的n-1个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率中，有q个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率均不为零，则将第二FFT点确定为信号区间的终止端点；若确定出第二FFT点至其前连续的n-1个FFT点中，有p个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率为零，则将第m个FFT点对应的第一功率谱的信号点确定为第一功率谱的终止信号点，并将第m个FFT点确定为第二FFT点，直至确定出第二FFT点至其前连续的n-1个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率中，有q个FFT点对应的第一功率谱的信号点的功率均不为零；所述m＝1,2，……，n；第m个FFT点是对应的第一功率谱的信号点的功率不为零的，所述第二FFT点之前的，距离所述第二FFT点最近的点。4.根据权利要求1-3任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：何平，林晓萌，单楠，
申请(专利权)人：何平，林晓萌，单楠，
类型：发明
国别省市：北京;11