一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法技术

本发明专利技术涉及一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法，属于雷达探测技术领域，包括：获取雷达倾角角度信息；将雷达仰角设置为0

【技术实现步骤摘要】
一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法


[0001]本专利技术涉及雷达探测
，尤其涉及一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法。

技术介绍

[0002]气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一，在突发性、灾害性的监测、预报、警报和人影作业中具有极为重要的作用。其探测精准度直接影响到气象预报、预警、气象科学研究和人影作业的准确性、时效性、可靠性和经济性。测风雷达是用于气象气候监测、天气探测、空气污染追踪、大气研究和风能利用等领域。雷达探测精准度直接影响到风速、风向的获取的正确性，其结果会直接影响到气象气候监测、天气探测、空气污染追踪、大气研究的准确性、时效性、可靠性及风能的利用效率。气象雷达和测风雷达的探测精准度除受天线波束宽度、伺服定位精度、雷达波段等设计指标影响，同时还受到部署环境、部署方式等后期因素影响。其中设计指标在一部雷达定型后其探测精准度已经被设计定型且无法被更改，该指标为理论指标即最佳指标，为保障雷达在实际使用过程中其探测精准度指标无限接近理论指标，故雷达供应方与雷达应用方均对雷达的架设位置、架设方式提出了近乎苛刻的要求。
[0003]目前国内固定观测类气象雷达的部署方式主要分为地基式部署和移动式部署两种方式，为保证雷达的探测精准度，在雷达部署时均要求雷达天线的0
°
与水平面0
°
无限趋近。针对这一要求，地基式部署的雷达会在雷达部署地兴建一块无限趋近于水平面的架设平台，然后将雷达架设在该平台上，再通过雷达自带的水平仪进行人为2次校准；移动式部署的雷达主要通过控制车载平台无限趋近于水平面，然后将雷达架设在该平台上，再通过雷达自带的水平仪进行人为2次校准。其中移动式部署的气象雷达由于其经常会变更观测地点，故其调平工作会多次重复进行。
[0004]由上述可知，在雷达部署过程中为保障雷达的探测精准度，雷达供应方与雷达应用方均采用了很多措施，这些措施在一定程度上启到了相应的效果，但这些措施中存在很多的外在影响因素，不仅增加了雷达的部署成本和部署难度，同时因为存在人为感官判定条件，致使其结果存在不可控性和不确定性，无法做到统一标准，最终出现同型雷达不同人员部署其呈现结果不一致的现象。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法，解决了目前雷达探实测目标与真实目标物存在误差、安装架设难度大、安装架设成本高和测风雷达矢量风速合成受架设平面精度影响的问题。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种提升雷达探测目标位置及风场反演
信息准确性的方法，所述方法包括：S1、获取雷达倾角角度信息步骤；S2、获取初始修正位置步骤：将雷达仰角设置为0
°
，并进行至少两次的圆周扫描，获取天线轴向上的最大倾斜角度值，并记录此时的方位角度，该方位角度即为初始修正位置；S3、雷达数据修正步骤：通过雷达方位/俯仰角度信息以及雷达扫描方式对雷达数据进行修正；S4、气象雷达数据修正步骤：根据雷达任意径向相对角度关系对任意径向、任意扫描区域的数据进行修正或者对圆周扫描一周的所有数据进行修正；S5、测风雷达数据修正步骤：根据雷达任意径向相对角度关系得到设定高度层的真实矢量风速。
[0008]所述雷达数据修正步骤具体包括：通过雷达天线的方位/俯仰角度信息与地面倾斜角度信息获取得到两者的相对关系；根据两者的相对关系和雷达的扫描方式获取雷达数据任意径向对应的相对角度关系，通过该相对角度关系得到径向数据的真实角度值；将真实角度值引入到雷达探测目标位置计算公式中得到准确的目标位置信息和由目标位置反演出的其他探测信息。
[0009]所述通过雷达天线的方位/俯仰角度信息与地面倾斜角度信息获取得到两者的相对关系包括：通过倾角传感器获取雷达实际架设平面与理论架设平面之间的夹角∠α，并将雷达按照∠α
′
设定仰角进行圆周扫描；得到此时雷达的实测高度h
′
、H
′
,实测水平距离b
′
、B
′
，和修正后的真实探测高度h、H，真实水平距离b、B；h
′
=sin∠α*R，h=sin（∠α+∠α
′
）*R，b
′
=cos∠α*R，b=cos（∠α+∠α
′
）*R；当∠α
′
＞∠α时，H
′
=sin∠α
′
*R，H=sin（∠α
′‑
∠α）*R，B
′
=cos∠α
′
*R，B=cos（∠α
′‑
∠α）*R；当∠α
′
=∠α时，H=H
′
= sin∠α*R，B=B
′
= cos∠α*R；当∠α
′
＜∠α时，H=H
′
= sin∠α
′
*R，B=B
′
= cos∠α
′
*R；其中，c轴为参考水平面，c
′
为雷达实际架设面，R为雷达探测的径向距离。
[0010]所述根据两者的相对关系和雷达的扫描方式获取雷达数据任意径向对应的相对角度关系包括：当雷达在0
°
~90
°
或者180
°
~270
°
范围内进行扫描时，将公式h=sin（∠α+∠α
′
）*R和b=cos（∠α+∠α
′
）*R分别转换为和；当雷达在90
°
~180
°
或者270
°
~0
°
范围内进行扫描时，将公式H=sin（∠α
′‑
∠α）*R和B=cos（∠α
′‑
∠α）*R分别转换为和，其中，n为雷达扫描一周的累积径向数，k为第k条径向
号，该值为≥1且≤的整数。
[0011]所述气象雷达数据修正步骤具体包括：通过公式、、和完成任意径向、任意扫描区域的数据修正或者圆周扫描一周的所有数据修正；通过公式H=H
′
= sin∠α*R、B=B
′
= cos∠α*R、H=H
′
= sin∠α
′
*R和B=B
′
= cos∠α
′
*R对满足各种雷达架设情况下的数据进行修正。
[0012]所述测风雷达数据修正步骤包括：通过公式、、和获取受倾斜角影响的真实高度及投影距离数据，将真实获取到的数据带入测风雷达矢量风速合成公式得到设定高度层的真实矢量风速。
[0013]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法，其特征在于：所述方法包括：S1、获取雷达倾角角度信息步骤；S2、获取初始修正位置步骤：将雷达仰角设置为0
°
，并进行至少两次的圆周扫描，获取天线轴向上的最大倾斜角度值，并记录此时的方位角度，该方位角度即为初始修正位置；S3、雷达数据修正步骤：通过雷达方位/俯仰角度信息以及雷达扫描方式对雷达数据进行修正；S4、气象雷达数据修正步骤：根据雷达任意径向相对角度关系对任意径向、任意扫描区域的数据进行修正或者对圆周扫描一周的所有数据进行修正；S5、测风雷达数据修正步骤：根据雷达任意径向相对角度关系得到设定高度层的真实矢量风速。2.根据权利要求1所述的一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法，其特征在于：所述雷达数据修正步骤具体包括：通过雷达天线的方位/俯仰角度信息与地面倾斜角度信息获取得到两者的相对关系；根据两者的相对关系和雷达的扫描方式获取雷达数据任意径向对应的相对角度关系，通过该相对角度关系得到径向数据的真实角度值；将真实角度值引入到雷达探测目标位置计算公式中得到准确的目标位置信息和由目标位置反演出的其他探测信息。3.根据权利要求2所述的一种提升雷达探测目标位置及风场反演信息准确性的方法，其特征在于：所述通过雷达天线的方位/俯仰角度信息与地面倾斜角度信息获取得到两者的相对关系包括：通过倾角传感器获取雷达实际架设平面与理论架设平面之间的夹角∠α，并将雷达按照∠α
′
设定仰角进行圆周扫描；得到此时雷达的实测高度h
′
、H
′
,实测水平距离b
′
、B
′
，和修正后的真实探测高度h、H，真实水平距离b、B；h
′
=sin∠α*R，h=sin（∠α+∠α
′
）*R，b
′
=cos∠α*R，b=cos（∠α+∠α
′
）*R；当∠α
′
＞∠α时，H
′
=sin∠α
′
*R，H=sin（∠α
′‑
∠α）*R，B
′
=cos∠α
′
*R，B=cos（∠α
′‑
∠α）*R；当∠α
′
=∠α时，H=H
′
= sin∠α*R，B=B
′
= cos∠α*R；当∠α
′
＜∠α时，H=H
′
= sin∠α
′
*R，B=B
′
= cos∠α
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢承华，郑周，舒伟，罗继成，王文明，
申请(专利权)人：成都远望科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：