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一種地物雜波殘留濾除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地物雜波殘留濾除方法，包括：對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT，得到功率譜S(k)，k和M均為自然數(shù)；對功率譜S(k)進(jìn)行排序，記排序后的功率譜為Ss(k)；將Ss(k)中功率最低的n個功率譜累加，n為自然數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確定真實(shí)噪聲；對功率譜Ss(k)進(jìn)行濾波，得到濾波后的回波功率Sf(k)；根據(jù)所述真實(shí)噪聲修正所述回波功率Sf(k)。本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案由于根據(jù)真實(shí)噪聲對回波功率進(jìn)行修正，可以有效的消除地物雜波殘留，識別被地物雜波殘留掩蓋的信號，如晴空風(fēng)，鳥類遷徙回波等，從而提高雷達(dá)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
【專利說明】一種地物雜波殘留濾除方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地物雜波殘留濾除方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地物雜波是指雷達(dá)站附近的地物和建筑等產(chǎn)生的回波，特點(diǎn)是在低仰角產(chǎn)生，位 于雷達(dá)站附近，長期存在。超折射是大氣折射導(dǎo)致雷達(dá)波束折向地面產(chǎn)生的，特點(diǎn)是在低仰 角產(chǎn)生，位置，時間，強(qiáng)度不定。在氣象雷達(dá)信號處理中，地物雜波或者超折射會污染雷達(dá)數(shù) 據(jù)并且掩蓋天氣信號，從而導(dǎo)致雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量下降。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中通常使用頻域或者時域的濾波算法根據(jù)地物雜波的頻譜在零附近的 特征進(jìn)行濾波。在地物雜波或者超折射的強(qiáng)度比較大的時候，濾波過程中濾波窗口旁瓣泄 露會導(dǎo)致信號的噪聲顯著提高，如雷達(dá)系統(tǒng)噪聲為_80db，包含地物雜波或者超折射的回 波信號的噪聲會提高到_6〇db，但現(xiàn)有的地物雜波濾除方法不考慮噪聲的變化，因而，導(dǎo)致 即使濾除了地物雜波，還會有比較強(qiáng)的信號殘留，通常表現(xiàn)為雷達(dá)附近50km內(nèi)有很強(qiáng)的地 物雜波殘留信號。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中對地物雜波殘留沒有有效的處理方法，只能依賴預(yù)報人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種地物雜波殘留濾除方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能 有效處理地物雜波殘留的問題。
[0006] 本發(fā)明第一方面提供一種地物雜波殘留濾除方法，包括：
[0007] 對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變 換FFT，得到功率譜S(k)，k和M均為自然數(shù)；
[0008] 對功率譜S(k)進(jìn)行排序，記排序后的功率譜為Ss (k);
[0009] 將Ss(k)中功率最低的n個功率譜累加，n為自然數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該 累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確定真實(shí)噪聲；
[0010] 對功率譜Ss (k)進(jìn)行濾波，得到濾波后的回波功率Sf (k);
[0011] 根據(jù)所述真實(shí)噪聲修正所述回波功率Sf (k)。
[0012] 本發(fā)明第二方面提供一種地物雜波殘留濾除系統(tǒng)，包括：
[0013] 功率譜處理裝置，用于對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù) 據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT，得到功率譜S(k)，k和M均為自然數(shù)；對功率譜S(k)進(jìn)行排序， 記排序后的功率譜為Ss (k);
[0014] 噪聲處理裝置，用于將排序后的功率譜Ss(k)中功率最低的n個功率譜累加，n為 自然數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確定真實(shí)噪聲；
[0015] 濾波處理裝置，用于對功率譜^〇〇進(jìn)行濾波，得到濾波后的回波功率Sf(k);根據(jù) 所述真實(shí)噪聲修正所述回波功率Sf (k)。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例采用對雷達(dá)回波信號的IQ數(shù)據(jù)的分析，動態(tài)識別信號中的噪聲，確 定雷達(dá)回波信號的真實(shí)噪聲，并根據(jù)該真實(shí)噪聲對回波功率進(jìn)行修正的技術(shù)方案，可以有 效的消除地物雜波殘留，識別被地物雜波殘留掩蓋的信號，如晴空風(fēng)，鳥類遷徙回波等，從 而提高雷達(dá)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的地物雜波殘留濾除方法的流程圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的地物雜波殘留濾除系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種地物雜波殘留濾除方法及系統(tǒng)，可以有效的消除地物雜波 殘留，提高雷達(dá)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。下面結(jié)合附圖分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020] 實(shí)施例一、
[0021] 請參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種地物雜波殘留濾除方法，包括：
[0022] 101、對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里 葉變換（FastFourierTransform，F(xiàn)FT)，得到功率譜S(k)，k和M均為自然數(shù)。
[0023] 雷達(dá)回波信號處理中沿射線方向按距離分成的小的距離單元，被稱為距離庫 (rangebin)。IQ時序信號是指將雷達(dá)回波信號相移90度得到的信號。對IQ時序信號進(jìn) 行TFT處理，即得到功率譜S(k)。
[0024] 102、對功率譜S(k)進(jìn)行排序，記排序后的功率譜為Ss (k);將Ss (k)中功率最低的 n個功率譜累加，n為自然數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確 定真實(shí)噪聲。
[0025] 其中，n的取值一般應(yīng)小于等于M的一半，具體可以按照實(shí)際應(yīng)用場景根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確 定，例如，通?？梢允筺等于M的40%。
[0026]-種實(shí)施方式中，可以按照如下方式確定真實(shí)噪聲：假定將Ss(k)中功率最低的n 個功率譜累加的功率記為N1，記雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲的為Ns ;則，如果累加的功率N1高于或等于 雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲Ns，則以累加的功率N1作為真實(shí)噪聲隊，否則，以系統(tǒng)噪聲Ns為真實(shí)噪聲 Nr。
[0027] 即

【權(quán)利要求】
1. 一種地物雜波殘留濾除方法，其特征在于，包括： 對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換 FFT，得到功率譜S化)，k和M均為自然數(shù)； 對功率譜S(k)進(jìn)行排序，記排序后的功率譜為S,化）； 將S,(k)中功率最低的n個功率譜累加，n為自然數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該累加 的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確定真實(shí)噪聲； 對功率譜S,(k)進(jìn)行濾波，得到濾波后的回波功率Sf化）； 根據(jù)所述真實(shí)噪聲修正所述回波功率Sf化)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)該累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確 定真實(shí)噪聲包括： 如果累加的功率Ni高于或等于雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲N,，則W累加的功率Ni作為真實(shí)噪聲 Nr,否則，W系統(tǒng)噪聲Ns為真實(shí)噪聲Nr。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述真實(shí)噪聲修正所述回波功率 Sf似包括： 記修正后的回波功率為Sa化)，則Sa化)=Sf化)Ns/Nr。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述真實(shí)噪聲修正所述回波功 率Sf(k)之后還包括： 利用修正后的回波功率S。似計算反射率R似=syscal+2*logl0佩+S。化)，其中 syscal為雷達(dá)系統(tǒng)標(biāo)定常數(shù)，R為該距離庫距離雷達(dá)站的距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于： n等于M的40%。
6. -種地物雜波殘留濾除系統(tǒng)，其特征在于，包括： 功率譜處理裝置，用于對雷達(dá)回波信號的第k個距離庫的采樣數(shù)為M的IQ時序數(shù)據(jù)進(jìn) 行快速傅里葉變換FFT，得到功率譜S化)，k和M均為自然數(shù)；對功率譜S化）進(jìn)行排序，記 排序后的功率譜為式化）； 噪聲處理裝置，用于將排序后的功率譜S,化）中功率最低的n個功率譜累加，n為自然 數(shù)，n小于等于M的一半，根據(jù)該累加的功率和雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲確定真實(shí)噪聲； 濾波處理裝置，用于對功率譜S,(k)進(jìn)行濾波，得到濾波后的回波功率Sf化）；根據(jù)所述 真實(shí)噪聲修正所述回波功率Sf化)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噪聲處理裝置包括： 累加單元，用于將S,化）中功率最低的n個功率譜累加，n為自然數(shù)，n小于等于M的一 半； 判斷單元，用于判斷累加的功率Ni是否高于或等于雷達(dá)的系統(tǒng)噪聲N,; 確定單元，用于判斷單元判斷為是，則確定W累加的功率Ni作為真實(shí)噪聲Nf，否則，確 定W系統(tǒng)噪聲Ns為真實(shí)噪聲Nr。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 反射率處理裝置，用于利用修正后的回波功率Sg(k)計算反射率 R(k)=syscal+2*loglO(R)+S?；?，其中syscal為雷達(dá)系統(tǒng)標(biāo)定常數(shù)，R為該距離庫距離雷達(dá) 站的距離。
【文檔編號】G01S7/41GK104345305SQ201310326172
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】孫召平, 張持岸, 鐘濤 申請人:北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司