一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法技术

本发明专利技术提供了一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，步骤包括：对接收到的两路雷达回波数据进行预处理获取海浪图像序列；将海浪图像序列构建高程反演模型，计算雷达图像序列的干涉相位差，再做相位解缠绕处理，获得海浪的瞬时波高，通过统计二维波面波高的局部极大值的分布，获得海浪有效波高信息；将海浪瞬时波高信息进行三维的傅里叶变换，得到海浪的波数频率谱，根据线性波理论的频散关系，得到海浪频率方向谱、海浪频谱以及海浪方向分布函数，从而得到海浪的特征参数。该提取方法可以准确、有效地获取海浪特征参数信息，为获取高精度海浪特征参数信息提供了一种有效的手段和方法。

A Wave Feature Parameter Extraction Method Based on Radar Echo Signal

The invention provides a method for extracting characteristic parameters of sea waves based on radar echo signals. The steps include: preprocessing the received two-channel radar echo data to obtain the sea wave image sequence; constructing the elevation inversion model of the sea wave image sequence, calculating the interference phase difference of the radar image sequence, and then doing phase unwrapping processing to obtain the instantaneous wave height of the sea wave, and counting the second step. Distribution of local maxima of wave height of dimension wave surface is used to obtain the information of effective wave height. Wave number frequency spectrum is obtained by three-dimensional Fourier transform of instantaneous wave height information. According to dispersion relation of linear wave theory, wave frequency direction spectrum, wave frequency spectrum and wave direction distribution function are obtained, thus the characteristic parameters of wave are obtained. The extraction method can accurately and effectively obtain the information of wave characteristic parameters, and provides an effective means and method for obtaining high-precision wave characteristic parameters.

【技术实现步骤摘要】
一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法
本专利技术涉及一种雷达回波信号的处理方法，尤其是一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法。
技术介绍
目前，利用雷达回波信号来获得海浪参数已经得到了比较广泛的应用，但是常规的波浪观测系统存在无法获得高精度海浪波面以及参数反演精度差的问题。因此有必要设计出一种能够准确、有效地获取海浪特征参数信息的海浪特征参数提取方法，为获取高精度海浪特征参数信息提供有效的手段和方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有常规的波浪观测系统无法获得高精度海浪波面且参数反演精度差。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，包括如下步骤：步骤1，对接收到的两路雷达回波数据进行预处理获取海浪图像序列；步骤2，将海浪图像序列基于干涉测高原理构建高程反演模型，利用目标反射回波信号的相位与信号传输距离和目标散射随机相位的关系，得到雷达图像序列的干涉相位差，并将干涉相位差代入到测高模型中，再做相位解缠绕处理，获得海浪的瞬时波高，通过统计二维波面波高的局部极大值的分布，获得海浪有效波高信息；步骤3，将海浪瞬时波高信息进行三维的傅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对接收到的两路雷达回波数据进行预处理获取海浪图像序列；步骤2，将海浪图像序列基于干涉测高原理构建高程反演模型，利用目标反射回波信号的相位与信号传输距离和目标散射随机相位的关系，得到雷达图像序列的干涉相位差，并将干涉相位差代入到测高模型中，再做相位解缠绕处理，获得海浪的瞬时波高，通过统计二维波面波高的局部极大值的分布，获得海浪有效波高信息；步骤3，将海浪的瞬时波高信息进行三维的傅里叶变换，得到海浪的波数频率谱，根据线性波理论的频散关系，得到海浪频率方向谱、海浪频谱以及海浪方向分布函数，从而得到海浪的特征参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对接收到的两路雷达回波数据进行预处理获取海浪图像序列；步骤2，将海浪图像序列基于干涉测高原理构建高程反演模型，利用目标反射回波信号的相位与信号传输距离和目标散射随机相位的关系，得到雷达图像序列的干涉相位差，并将干涉相位差代入到测高模型中，再做相位解缠绕处理，获得海浪的瞬时波高，通过统计二维波面波高的局部极大值的分布，获得海浪有效波高信息；步骤3，将海浪的瞬时波高信息进行三维的傅里叶变换，得到海浪的波数频率谱，根据线性波理论的频散关系，得到海浪频率方向谱、海浪频谱以及海浪方向分布函数，从而得到海浪的特征参数。2.根据权利要求1所述的基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，其特征在于，步骤1中，获取海浪图像序列时，利用实孔径、DBS和SAR三种模式对接收到的两路雷达回波数据进行成像处理，得到两路海浪雷达回波图像序列。3.根据权利要求1所述的基于雷达回波信号的海浪特征参数提取方法，其特征在于，步骤2中，建立的高程反演模型为：h＝H-R2cosθ(1)式(1)中，H和h分别为系统天线高度和目标海浪P的高程，R2为接收天线A2到目标海浪P的距离，θ为天线视角，在三角形⊿PA1A2中，根据余弦定理可知：式(2)和(3)中，R和R1分别为发射天线AT和接收天线A1到目标海浪P的距离，基线长度B为接收天线A1与A2的间距，β为基线与水平面的夹角，将θ带入(1)式中得到目标高度为：目标反射回波信号的相位与信号传输距离和目标散射随机相位有关，因此两天线接收相同点目标相位表示为：干涉相位差为：因此海浪的瞬时波高计算公式为：通过统计瞬时波高计算公式中的局部极大值的分布，便获得了海浪的有效波高信息。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈希，李妍，毛科峰，胡冬，李振锋，朱科澜，武海浪，萧中乐，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43