本發(fā)明屬于雷達(dá)對(duì)海探測(cè)領(lǐng)域,特別涉及該領(lǐng)域中的一種基于海塔雷達(dá)平臺(tái)大擦地角海面后向散射系數(shù)計(jì)算方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、海面后向散射系數(shù)表征了單位面積海面對(duì)電磁波后向散射的強(qiáng)度,可以表示為σ,單位為db。海面后向散射系數(shù)是海面雷達(dá)散射截面積(radar?cross?section,rcs)與照射面積a之比,即σ=rcs/a。海面后向散射系數(shù)能夠反映海況的高低,是雷達(dá)對(duì)海探測(cè)與海上目標(biāo)識(shí)別中不可或缺的關(guān)鍵參數(shù)。
2、為了得到大擦地角下海面后向散射系數(shù)實(shí)測(cè)結(jié)果,常見(jiàn)的做法是利用機(jī)載或海塔雷達(dá)平臺(tái)構(gòu)建測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。然而,機(jī)載平臺(tái)受天氣影響,難以獲取高海況下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),因此高海況下大擦地角實(shí)測(cè)通常基于海塔雷達(dá)平臺(tái)開(kāi)展。對(duì)于海塔雷達(dá)平臺(tái)而言,由于距離海面較近,受到潮汐和海浪的影響,雷達(dá)距離海面高度始終在變化,這種時(shí)變性將直接影響雷達(dá)照射面積的準(zhǔn)確估計(jì),進(jìn)而影響海面后向散射系數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題,就是在缺乏潮汐等環(huán)境參數(shù)的情況下,基于海塔雷達(dá)平臺(tái)接收的海面回波數(shù)據(jù),考慮電磁波與海面的相互作用,提供一種基于海塔雷達(dá)平臺(tái)的海面后向散射系數(shù)計(jì)算方法及系統(tǒng),解決了海塔雷達(dá)平臺(tái)照射面積估計(jì)不準(zhǔn)的問(wèn)題。
2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
3、一種基于海塔平臺(tái)大擦地角海面后向散射系數(shù)計(jì)算方法,其改進(jìn)之處在于,包括如下步驟:
4、步驟1,海雜波相關(guān)信息獲?。?/p>
5、基于大擦地角海塔雷達(dá)平臺(tái)海雜波采集系統(tǒng),連續(xù)采集海雜波數(shù)據(jù),時(shí)間不少于1分鐘,同時(shí)記錄雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù),包括雷達(dá)波束中心擦地角α、極化方式、電磁波中心頻率fc、雷達(dá)半功率波束寬度θ3db、脈沖寬度bw、采樣頻率s;
6、步驟2,雷達(dá)系統(tǒng)標(biāo)定:
7、測(cè)定雷達(dá)發(fā)射功率pt,將已知散射截面積為σc的標(biāo)準(zhǔn)散射體放置在距離r處,測(cè)得雷達(dá)接收功率pr,計(jì)算雷達(dá)接收機(jī)的損耗系數(shù)l:
8、
9、上式中,c為光速,gt表示發(fā)射天線的增益,gr表示接收天線的增益;
10、步驟3,平臺(tái)與海面距離估計(jì):
11、對(duì)雷達(dá)接收的海面回波功率在一分鐘內(nèi)進(jìn)行平均,并繪制海面回波功率曲線,取曲線上升沿的中點(diǎn)位置坐標(biāo)xi,根據(jù)雷達(dá)波束中心擦地角α和采樣頻率s計(jì)算此時(shí)海塔雷達(dá)平臺(tái)距離平均海平面的高度h:
12、
13、步驟4,照射面積計(jì)算:
14、得到海塔雷達(dá)平臺(tái)距離平均海平面的高度h后,再根據(jù)步驟1記錄的雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù),將雷達(dá)足印區(qū)域近似為橢圓形,每個(gè)分辨單元近似為矩形,雷達(dá)足印面積a和分辨單元面積aunit分別表示為:
15、
16、兩者中的較小值[a,aunit]min為步驟5計(jì)算海面后向散射系數(shù)需要?dú)w一化的面積;
17、步驟5,海面后向散射系數(shù)計(jì)算:
18、通過(guò)峰值搜索找到海面回波功率曲線的最大值pr和對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)的位置xj,則雷達(dá)海面后向散射系數(shù)σ0表示為:
19、
20、一種基于海塔平臺(tái)大擦地角海面后向散射系數(shù)計(jì)算系統(tǒng),其改進(jìn)之處在于,包括:
21、獲取單元,用于海雜波相關(guān)信息獲??;標(biāo)定單元,用于雷達(dá)系統(tǒng)標(biāo)定;估計(jì)單元,用于平臺(tái)與海面距離估計(jì);第一計(jì)算單元,用于照射面積計(jì)算;第二計(jì)算單元,用于海面后向散射系數(shù)計(jì)算。
22、本發(fā)明的有益效果是:
23、本發(fā)明所公開(kāi)的計(jì)算方法及系統(tǒng),適用于架設(shè)在海塔雷達(dá)平臺(tái)上的雷達(dá)在大擦地角觀測(cè)情況下進(jìn)行海面后向散射系數(shù)計(jì)算,可以在無(wú)高程測(cè)量設(shè)施以及潮汐等環(huán)境參數(shù)情況下對(duì)海塔雷達(dá)平臺(tái)的海面后向散射特性進(jìn)行分析。
1.一種基于海塔平臺(tái)大擦地角海面后向散射系數(shù)計(jì)算方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.一種基于海塔平臺(tái)大擦地角海面后向散射系數(shù)計(jì)算系統(tǒng),其特征在于,包括: