高频地波雷达数据质量评估方法、装置、与设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高频地波雷达数据质量评估方法、装置、与设备。该方法包括：构建评估模型；按场获取每场待评估雷达数据；将所述每场待评估雷达数据分别输入所述评估模型，分别得到每场雷达数据对应的综合评分。本发明专利技术提供的基于深度学习的高频地波雷达数据质量评估方法，通过构建评估模型，实现了对大量高频地波雷达数据进行自动化质量评估的目的，并且评估效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
高频地波雷达数据质量评估方法、装置、与设备


[0001]本专利技术涉及高频地波雷达数据质量评估
，尤其涉及一种高频地波雷达数据质量评估方法、装置、与设备。

技术介绍

[0002]高频地波雷达利用海洋表面对高频电磁波的一阶散射和二阶散射机制，可以从雷达回波中提取风场、浪场、流场等海况信息，实现对海洋环境大范围、高精度和全天候的实时监测。受各种因素影响，雷达数据质量高低不齐，若直接用于海洋动力学参数的反演，将会造成信息的误判。高频地波雷达数据量大，缺乏一种针对海洋环境的能够对大量高频地波雷达数据进行自动化质量评估的方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于深度学习的高频地波雷达数据质量评估方法。
[0004]一种高频地波雷达数据质量评估方法，包括：
[0005]构建评估模型；
[0006]按场获取每场待评估雷达数据；
[0007]将所述每场待评估雷达数据分别输入所述评估模型，分别得到每场雷达数据对应的综合评分。
[0008]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，所述评估模型的构建包括：
[0009]获取雷达数据对应的质量评估指标；所述质量评估指标包括：一阶Bragg峰相关指标、射频干扰相关指标、电离层杂波相关指标；
[0010]根据所述质量评估指标确定每个质量评估指标对应的子质量评估指标；
[0011]根据所述子质量评估指标获取每场雷达数据中每个子质量评估指标对应的评分值；
[0012]根据所述每场雷达数据中每个子质量评估指标对应的评分值，生成每场雷达数据对应的评估信息表；所述评估信息表包括：质量评估指标、质量评估指标对应的子质量评估指标、以及每个子质量评估指标对应的评分值；
[0013]根据所述每场雷达数据对应的评估信息表生成评价矩阵；所述评价矩阵包括12场所述雷达数据；
[0014]对评价矩阵中的每个子质量评估指标的评分值进行标准化处理，得到每个子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
；x
ij
表示第i场数据，第j个子质量评估指标的标准化评分；
[0015]根据所述每个子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
，确定每个子质量评估指标对应的熵值H
j
，其中为第j个子质量
评估指标下第i场数据的权重值，m为每组评估数据所包含的场数；
[0016]根据所述每个子质量评估指标对应的熵值H
j
确定每个子质量评估指标对应的权重w
j
，n为子质量评估指标的数量；
[0017]根据每个子质量评估指标对应的权重值w
j
以及所述标准化评分x
ij
，构建评估模型，所述评估模型为：
[0018][0019]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，所述一阶Bragg峰相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：回波完备系数B1、近距离信噪比B2、远距离信噪比B3、最大探测距离B4；
[0020]所述射频干扰相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：海洋回波影响因子R1、干扰噪声比R2、距离影响因子R3、多普勒影响因子R4；
[0021]所述电离层杂波相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：海洋回波影响因子I1、干扰噪声比I2、距离影响因子I3、多普勒影响因子I4共12项质量评估指标。
[0022]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，在所述质量评估指标为一阶Bragg峰相关指标的情况下，其对应的子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
采用以下公式得到：
[0023][0024]在所述质量评估指标为射频干扰相关指标或电离层杂波相关指标的情况下，其对应的子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
采用以下公式得到：
[0025][0026]其中，r
ij
为第i场数据，第j个子质量评估指标的评分。
[0027]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，以一小时为更新单位，实时更新所述每个子质量评估指标对应的权重w
j
，以更新后的每个子质量评估指标对应的权重值重新调整所述评估模型。
[0028]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，所述按场获取每场待评估雷达数据包括：
[0029]按场获取每场待评估雷达实时回波数据；
[0030]将所述雷达实时回波数据输入雷达回波检测网络，得到检测结果；所述检测结果包括：[Flag,Xcenter,Ycenter,Width,High]，其中Flag表示检测标志位，0代表一阶Bragg峰相关指标，1代表射频干扰相关指标，2代表电离层杂波相关指标；Xcenter表示检测框中心点X轴向占比；Ycenter表示检测框中心点Y轴向占比；Width表示检测框宽度占比；High表示检测框高度占比；
[0031]根据所述检测结果，确定每场待评估雷达数据，以所述每场待评估雷达数据作为
评估模型的输入。
[0032]进一步地，如上所述的高频地波雷达数据质量评估方法，所述根据所述检测结果，确定每场待评估雷达数据包括：
[0033]根据所述Flag表示检测标志位、检测框高度占比High确定所述一阶Bragg峰的相关指标：回波完备系数B1、近距离信噪比B2、远距离信噪比B3、最大探测距离B4；
[0034]回波完备系数B1：
[0035][0036]其中，N0为检测结果中标志位0的个数，即检测到Bragg峰的数量；N为理论上Bragg峰的数量；
[0037]近距离信噪比B2：
[0038][0039]其中，为噪底平均功率，为近距离海洋回波峰值功率，近距离为雷达海洋回波探测距离的20％，即其中LRange为雷达有效探测距离；
[0040]远距离信噪比B3：
[0041][0042]其中，为噪底平均功率，为远距离海洋回波峰值功率，远距离为雷达海洋回波探测距离的80％，即其中LRange为雷达有效探测距离；
[0043]最大探测距离B4：
[0044][0045]根据所述检测框宽度占比Width、检测框高度占比High确定所述射频干扰相关指标：海洋回波影响因子R1、干扰噪声比R2、距离影响因子R3、多普勒影响因子R4；
[0046]海洋回波影响因子R1：
[0047][0048]其中，S＝High
×
Width为检测框的归一化面积；
[0049]干扰噪声比R2：
[0050][0051]其中，为检测框内射频干扰平均功率，为噪底平均功率；
[0052]距离影响因子R3：
[0053][0054]即：射频干扰对应检测框高度占比之和，在检测到多个射频干扰，导致R3大于1的情况下，R3置为1；
[0055]多普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，包括：构建评估模型；按场获取每场待评估雷达数据；将所述每场待评估雷达数据分别输入所述评估模型，分别得到每场雷达数据对应的综合评分。2.根据权利要求1所述的高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，所述评估模型的构建包括：获取雷达数据对应的质量评估指标；所述质量评估指标包括：一阶Bragg峰相关指标、射频干扰相关指标、电离层杂波相关指标；根据所述质量评估指标确定每个质量评估指标对应的子质量评估指标；根据所述子质量评估指标获取每场雷达数据中每个子质量评估指标对应的评分值；根据所述每场雷达数据中每个子质量评估指标对应的评分值，生成每场雷达数据对应的评估信息表；所述评估信息表包括：质量评估指标、质量评估指标对应的子质量评估指标、以及每个子质量评估指标对应的评分值；根据所述每场雷达数据对应的评估信息表生成评价矩阵；所述评价矩阵包括12场所述雷达数据；对评价矩阵中的每个子质量评估指标的评分值进行标准化处理，得到每个子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
；x
ij
表示第i场数据，第j个子质量评估指标的标准化评分；根据所述每个子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
，确定每个子质量评估指标对应的熵值H
j
，其中为第j个子质量评估指标下第i场数据的权重值，m为每组评估数据所包含的场数；根据所述每个子质量评估指标对应的熵值H
j
确定每个子质量评估指标对应的权重w
j
，n为子质量评估指标的数量；根据每个子质量评估指标对应的权重值w
j
以及所述标准化评分x
ij
，构建评估模型，所述评估模型为：3.根据权利要求2所述的高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，所述一阶Bragg峰相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：回波完备系数B1、近距离信噪比B2、远距离信噪比B3、最大探测距离B4；所述射频干扰相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：海洋回波影响因子R1、干扰噪声比R2、距离影响因子R3、多普勒影响因子R4；所述电离层杂波相关指标包括4个子质量评估指标，分别为：海洋回波影响因子I1、干扰噪声比I2、距离影响因子I3、多普勒影响因子I4共12项质量评估指标。4.根据权利要求2所述的高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，在所述质量评估指标为一阶Bragg峰相关指标的情况下，其对应的子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
采用以下公式得到：在所述质量评估指标为射频干扰相关指标或电离层杂波相关指标的情况下，其对应的子质量评估指标对应的标准化评分x
ij
采用以下公式得到：其中，r
ij
为第i场数据，第j个子质量评估指标的评分。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，以一小时为更新单位，实时更新所述每个子质量评估指标对应的权重w
j
，以更新后的每个子质量评估指标对应的权重值重新调整所述评估模型。6.根据权利要求5所述的高频地波雷达数据质量评估方法，其特征在于，所述按场获取每场待评估雷达数据包括：按场获取每场待评估雷达实时回波数据；将所述雷达实时回波数据输入雷达回波检测网络，得到检测结果；所述检测结果包括：[Flag,Xcenter,Ycenter,Width,Hig...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳显昌，高玉斌，东松林，吴雄斌，张兰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：