相位校正方法以及流星位置获取方法技术

本申请实施例提供一种相位校正方法以及流星位置获取方法，所述相位校正方法应用于干涉雷达系统中的多个接收通道的相位差校正，所述方法包括：获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据；根据所述流星数据计算得到所述第一流星事件对应的流星的参考空间位置信息；获取由雷达系统确定的所述第一流星事件对应的流星的空间位置信息；通过比较分别从所述空间位置信息与所述参考空间位置信息得到相位差获得所述雷达系统的相位差偏差。本申请实施例通过光学观测系统来记录流星轨迹并结合轨迹数据来计算流星的精确位置，再结合采用待校正的雷达系统记录的同一流星的位置信息来确定该雷达系统的校正参数，提升了雷达系统的相位校正精度。

【技术实现步骤摘要】
相位校正方法以及流星位置获取方法
本申请涉及雷达系统相位校正领域，具体而言，涉及一种相位校正方法以及流星位置获取方法。
技术介绍
地球电离层是背景中性大气被部分电离的区域，其间出现的电离层不均匀体是电子密度分布不均匀的结构。电离层不均匀体能改变无线电波传播路径，引起无线电信号幅度和相位的随机快速起伏，造成无线电系统性能下降。雷达是电离层不均匀体探测的常用手段。雷达发射无线电波信号，遇到不均匀体后会产生后向散射回波。接收回波信号，可以得到不均匀体的视线距离和运动速度。当使用多个接收天线并使其呈一定二维几何分布，可以利用雷达回波在各接收天线对之间的相位差，即空间域干涉法，来确定不均匀体的空间方位(方位角、仰角)。但由于各通道的天线、传输电缆，以及接收机部分引起的信号延迟和系统与环境噪声等差异，使得雷达各通道系统存在相位偏差，从而导致各通道系统之间的相位差存在偏差。因此，估计和校正雷达系统各接收通道相位差偏差对开展雷达干涉观测至关重要。目前对干涉式雷达系统的相位偏差估计和校正，广泛采用的方法是在雷达系统上加装相位校正装置和相应的软件。其原理是通过从系统各接收机通道同时馈入一定频率的校正信号，测量和记录各接收机输出的相位偏差。之后雷达分析软件将使用这些相位偏差值校正各雷达回波，从而进行定位计算。由于校正信号只从接收机馈入，因此无法确定雷达回波从接收天线到接收机输出通道全程的相位偏差。另外这种测量方法需要系统停止观测工作，也影响了日常观测。为此有学者利用已知航道的飞机反射回波，通过地面摄像机记录飞机的仰角和方位角，然后将摄像机记录飞机位置与雷达接收回波信号计算得到的位置进行比较，由此得到雷达系统各个接收通道之间的相位差偏差。这个方法考虑了从接收天线到输出通道全程相位偏差，使用地面摄像机能准确获得飞机的方位角和仰角。但该种方法需要已知飞机航道，同时要求飞机航道经过雷达探测区域，其应用场景存在很大局限性。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种相位校正方法以及流星位置获取方法，通过本申请的实施例可以获取精确的雷达系统的校正数据，进而提升了雷达系统的目标定位精度。第一方面，本申请实施例提供了一种相位校正方法，所述方法包括：获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据；根据所述流星数据计算得到所述第一流星事件对应的流星的参考空间位置信息；雷达系统获取所述第一流星事件对应的流星的空间位置信息；通过比较分别从所述空间位置信息与所述参考空间位置信息得到的相位差获得所述雷达系统的相位差偏差。本申请实施例通过光学观测系统来记录流星轨迹并结合轨迹数据来计算流星的精确位置，再结合采用待校正的雷达系统记录的同一流星的位置信息来确定该雷达系统的校正参数。本申请的实施例考虑了从接收天线到输出通道全程相位偏差，提升了雷达系统的相位校正精度，此外本申请实施例也不用
技术介绍
中的现有技术的需要已知飞机航道和飞机航道经过雷达探测区域，克服了应用的局限性。在一些实施例中，所述光学观测系统采用双站点观测系统；所述获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据，包括：获取两个站点的摄像器记录的所述第一流星事件的流星数据。由于流星现象在任何地点均可以观测到，本申请实施例具有普适性。本申请实施例通过双站点观测系统来测量流星的位置，实现了高精度的流星位置测量目的。在一些实施例中，采用平面交线法获取所述参考空间位置信息。本申请实施例的两个站点的观测数据可以获得平面P1和P2的方程，从而利用平面交线法唯一确定流星轨迹在三维空间中的位置。采用这种算法可以精确快速的获得流星轨迹在三维空间中的位置。本申请实施例采用平面交线法可以快速获取流星轨迹在空间中的位置信息，进而根据位置信息来确定流星相对于站点的方位角和仰角。第二方面，本申请实施例提供一种流星位置获取方法，应用于光学观测系统，所述方法包括：调整所述光学观测系统的观测范围，以使其与所述雷达系统的观测范围一致；采用所述光学观测系统记录多个流星事件，确定所述光学观测系统的授时源，并采用所述授时源记录所述多个流星事件中各个流星事件的时间信息。本申请实施例提供一种采用光学观测系统来记录流星事件的视频信息以及视频信息中各帧数据的时间信息，因此可以结合光学观测系统的多个站点(例如，双站点)来获取针对同一个流星事件的数据信息，进而使用双平面交线法来确定流星空间位置，可以计算雷达系统的从接收天线到输出通道各通道之间全程相位差。在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述时间信息确定第一流星事件，并确定所述第一流星事件对应流星数据，并基于所述流星数据确定流星的空间位置，得到参考空间位置信息。本申请实施例通过获取针对同一流星事件的观测数据来确定流星的空间位置信息，可以获得高精度的测量结果。在一些实施例中，所述调整所述光学观测系统的观测范围，以使其与所述雷达系统的观测范围一致，包括：在相隔一定距离的两地分别安装架设低照度摄像机，将所述摄像机拍摄区域内的恒星与星历表进行对比，确定所述摄像机的观测视场的大小以及朝向(其中，所述朝向采用方位角和仰角表征)；调整所述两地的所述摄像机的观测视场的方位角和仰角，使所述两地的所述摄像机能够观测天区同一三维空间区域，并使所述空间区域包含在所述雷达系统发射的雷达波束的一预设范围内。本申请实施例中通过调整观测范围来使得双站点的光学观测系统中每个站点均可以观测到与被校正的雷达系统相似的观测范围，保证了这些站点的摄像机均可以记录相同的流星事件，进而基于这些流星事件来定位流星的空间位置。在一些实施例中，所述采用所述授时源记录所述多个流星事件中各个流星事件的时间信息，包括：对每帧图像叠加上GPS时间，使得流星运动的每个时刻有时间信息。本申请实施例通过为流星事件的过程叠加时间信息来确定不同站点的相同的流星事件，进而保证了待校正的雷达系统的校正信息的准确性。在一些实施例中，所述光学观测系统为双站点系统，所述根据所述时间信息确定第一流星事件，并确定所述第一流星事件对应流星数据，并基于所述流星数据确定流星的参考空间位置，包括：所述双站点系统的两个站点根据时间信息，从所述多个流星事件中提取所述第一流星事件的数据文件；识别出所述第一流星事件的视频画面中的流星轨迹，并提取所述流星轨迹中每个轨迹点相对于所述两个站点中每个站点的方位角和仰角；根据两组方位角信息、仰角信息和所述两个站点位置信息确定流星的三维空间位置。本申请实施例提供了基于双站点观测系统的流星三维空间位置信息的确定方法，提升了确定的流星三维空间位置信息的精度。在一些实施例中，所述方法还包括：从所述雷达系统的雷达探测信号中选取回波信号最强的第一时刻，从所述光学观测系统的光学观测结果中计算得到在所述第一时刻时流星轨迹点相对于所述两个站点的方位角和仰角，并根据所述方位角和仰角计算雷达系统的各天线间的相位差。本申请实施例通过选择回波信号最强时刻的流星轨迹点作为待校正的雷达系统的校正数据，保证了校正数据的准确性。第三方面，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相位校正方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据；/n根据所述流星数据计算得到所述第一流星事件对应的流星的参考空间位置信息；/n获取由雷达系统确定的所述第一流星事件对应的流星的空间位置信息；/n通过比较分别从所述空间位置信息与所述参考空间位置信息得到的相位差获得所述雷达系统的相位差偏差。/n

【技术特征摘要】
1.一种相位校正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据；
根据所述流星数据计算得到所述第一流星事件对应的流星的参考空间位置信息；
获取由雷达系统确定的所述第一流星事件对应的流星的空间位置信息；
通过比较分别从所述空间位置信息与所述参考空间位置信息得到的相位差获得所述雷达系统的相位差偏差。


2.如权利要求1所述的相位校正方法，其特征在于，所述光学观测系统采用双站点观测系统；
所述获取由光学观测系统记录的第一流星事件的流星数据，包括：获取两个站点的摄像器记录的所述第一流星事件的流星数据。


3.如权利要求2所述的相位校正方法，其特征在于，采用平面交线法获取所述参考空间位置信息。


4.一种流星位置获取方法，应用于光学观测系统，其特征在于，所述方法包括：
调整所述光学观测系统的观测范围，以使其与所述雷达系统的观测范围一致；
采用所述光学观测系统记录多个流星事件，确定所述光学观测系统的授时源，并采用所述授时源记录所述多个流星事件中各个流星事件的时间信息。


5.如权利要求4所述的流星位置获取方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述时间信息确定第一流星事件，并确定所述第一流星事件对应流星数据，并基于所述流星数据确定流星的参考空间位置。


6.如权利要求4所述的流星位置获取方法，其特征在于，
所述调整所述光学观测系统的观测范围，以使其与所述雷达系统的观测范围一致，包括：
在相隔一定距离的两地分别安装架设摄像机，将所述摄像机拍摄区域的恒星与星历表进行对比，确定所述摄像机的观测视场的大小以及朝向，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨思朋，武志，陈文志，李国主，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11