基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法技术

本发明专利技术公开了基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法，采用电磁波抛物方程分步Fourier算法的马尔可夫链性质，同时假设大气折射率在局地范围内时空变化是连续的，把距离轴视为时间轴，将RFC问题构造为一个非线性递归贝叶斯状态空间估计问题，并采用粒子滤波对水平非均匀大气波导结构作出估计。解决了现有反演水平非均匀大气波导结构耗时过长、反演精度不高的问题。精度不高的问题。精度不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法


[0001]本专利技术属于电磁传播
，特别是涉及一种基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法。

技术介绍

[0002]大气波导是一种在大气边界层中频繁出现的异常大气折射结构，它能够改变电磁波的传播路径，而且能够使电磁波以较小的衰减实现超视距传播；将电磁波捕获在一定厚度的波导薄层内形成大气波导传播，这使得基于标准大气折射模式设计的雷达等无线电电磁通信系统性能受到影响。
[0003]大气波导主要对应于大气折射类型图中的陷获折射区，即大气折射率垂直梯度小于
‑
157N
‑
units/km(或大气修正折射率垂直梯度小于0M
‑
units/km)时，电磁波传播路径的曲率将大于地球表面曲率，此时电磁波会部分地被陷获在一定厚度的大气薄层内，就像电磁波在金属波导管中传播一样，这种现象称为大气波导传播，形成波导传播的大气薄层称为大气波导。
[0004]目前，大气波导的探测主要有三种手段：直接探测法，模式预报法和遥感反演法。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：构建有关雷达回波功率的动态空间模型，将水平非均匀大气波导结构反演问题归结为非线性状态空间估计问题；步骤S2：采用粒子滤波算法求解动态空间模型，得到重要性权值并对重要性权值进行归一化处理；根据归一化权值的大小对当前粒子集进行重采样，得到当前状态的估计值；步骤S3：利用粒子滤波算法反演程序PF
‑
PLAPE程序实现对大气波导的反演。2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法，其特征在于，所述步骤S1中的动态空间模型包括构建状态转移方程和观测方程；状态转移方程表示为：x
k
＝Γ(x
k
‑1)+w
k
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，Γ(
·
)表示状态转移函数，w
k
‑1表示均值为0、协方差矩阵为Q
k
‑1的随机高斯噪声向量，x
k
表示k时刻的状态空间向量，x
k
‑1表示k
‑
1时刻的状态空间向量；观测方程表示为：记观测向量为y，观测方程表示为：y
k
＝H(x
k
,u
k
‑1)+v
k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，u
k
‑1表示电磁波抛物方程在距离x
k
‑1处的解；H表示观测算子；v
k
表示均值为0、协方差矩阵为R
k
的高斯噪声向量；y
k
含义是k时刻接收到的观测向量；将水平非均匀大气波导结构反演问题归结为非线性状态空间估计问题：3.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的雷达回波资料反演大气波导的方法，其特征在于，所述步骤S2中，粒子滤波算法的重要性权值为：对重要性权值进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小峰，杨平吕，张云，李金才，丁佳奇，黄朗，
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：