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申请/专利权人：中船鹏力(南京)大气海洋信息系统有限公司

摘要：本发明公开了一种基于高阶自相关的天气雷达径向速度估算方法，包括使用雷达IQ数据分别逐库计算各通道回波信号的二阶和三阶ACF；计算由二阶和三阶ACF得到的径向速度vr_lag2和vr_lag3；如果vr_lag2和vr_lag3差值绝对值小于速度门限，最终的径向速度取值为vr_lag2和vr_lag3的均值；如果vr_lag2和vr_lag3差值绝对值大于速度门限，将vr_lag2和vr_lag3按照双重频模式进行处理，采用基于统计方法的双重频退模糊算法进行速度解模糊，将解模糊后的数值作为最终的径向速度值。该方法提高了低信噪比条件下的径向速度估算质量，有助于提升天气雷达对灾害天气的探测能力。

主权项：1.一种基于高阶自相关的天气雷达径向速度估算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、计算二阶径向速度vr_lag2：对天气雷达每个距离库的水平通道回波信号或垂直通道回波信号，分别计算二阶径向速度vr_lag2，具体计算公式为： 其中： ρ2TS＝exp[-2TS22τc2]τc＝λ4πσv式中，λ为雷达工作时发射电磁波的波长；Ts为脉冲重复周期，为设定值；Rh,v2Ts为二阶自相关函数；Sh,v为水平通道或垂直通道的回波信号功率；ρ2TS为二阶时气象信号的相关系数；j为虚部；vN′为二阶ACF最大不模糊速度；vN为一阶ACF最大不模糊速度，为已知值；τc为相关时间；σv为气象回波的谱宽，固有值；步骤2、计算三阶径向速度vr_lag3：对天气雷达每个距离库的水平通道回波信号或垂直通道回波信号，分别计算三阶径向速度vr_lag3，具体计算公式为： 其中： ρ3TS＝exp[-3TS22τc2]式中，Rh,v3Ts为三阶自相关函数；ρ3TS为三阶时气象信号的相关系数；vN″为三阶ACF最大不模糊速度；步骤3、计算差值Δ，计算公式为：Δ＝|vr_lag2-vr_lag3|步骤4、计算径向速度vr，计算方法为：A、当差值Δ≤vr_Thr时，说明不存在速度模糊，则径向速度vr等于vr_lag2和vr_lag3的均值；其中，vr_Thr为设定的速度模糊门限；B、当差值Δ＞vr_Thr时，说明存在速度模糊，此时，将vr_lag2和vr_lag3基于DPRF分析算法进行解模糊计算，并将解模糊计算后得到的速度作为待求解的径向速度vr；基于DPRF分析算法进行解模糊计算的方法，包括如下步骤：步骤4B-1、计算vr_true_lag2和vr_true_lag3：采用vr_true_lag2和vr_true_lag3来分别表示vr_lag2和vr_lag3的真实径向速度，则：vr_true_lag2＝vr_lag2+2nvN′vr_true_lag3＝vr_lag3+2mvN″其中n、m为整数，取值为…-3，-2，-1，0，1，2，3…；步骤4B-2、设置解模糊速度门限Err_Thr；步骤4B-3、选取最优n和m，选取方法包括如下步骤：an和m初始赋值：n和m的初始值均取设定范围的最小负值；b计算vr_true_lag2和vr_true_lag3：将n和m的初始值代入步骤4B-1中，得到vr_true_lag2和vr_true_lag3；c计算Δ′：Δ′为vr_true_lag2和vr_true_lag3差值的平方；d选取最优n和m：将计算的Δ′与解模糊速度门限Err_Thr进行比较判断；当Δ′≤Err_Thr时，则认为vr_true_lag2和vr_true_lag3的结果一致，此时对应的n和m即为选取的最优n和m；否则，将n和m按照从小到大的顺序，进行重新赋值，并重复步骤a至步骤d，直至vr_true_lag2和vr_true_lag3相一致，从而得到最优n和m；步骤4B-4、计算径向速度vr：当vr_true_lag2和vr_true_lag3结果一致时，最终的径向速度取值为vr_true_lag2和vr_true_lag3的均值。

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