双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统，计算地物杂波的距离库的差分相移，保存出现频率最高的差分相移；统计最近第一时长内保存的各差分相移的标准差；如本次统计得到的标准差小于预设标准差门限，则当本次保存的差分相移与当前系统差分相移之差大于预设阈值时，将当前系统差分相移更新为本次保存的差分相移；如本次统计得到的标准差大于预设标准差门限，则将当前系统差分相移分别与最近第二时长内保存的差分相移的最大值、最近第二时长内保存的差分相移的最小值进行比较，如当前系统差分相移大于最大值或小于最小值，则将当前系统差分相移更新为最近第二时长内保存的差分相移的平均值。本发明专利技术可以及时对系统差分相移进行更新。

Method and system for calibrating differential phase shift of dual polarization radar

The present invention provides a system of dual polarization radar differential phase-shift calibration method and system, differential phase calculation of ground clutter from the library, preservation of the highest frequency of the differential phase shift; the difference of Statistics recently for the first time in the preservation of the shift of the standard deviation; as for the statistical standard deviation is less than a preset the standard deviation threshold, when the preservation of the differential phase shift and the current system of differential phase shift difference is greater than a preset threshold, the current system of differential phase shift for the preservation of the update phase shift; as for the statistical standard deviation is greater than the preset standard deviation threshold, the current system of differential phase comparison of minimum value difference maximum, respectively with the difference in the preservation of a long second recent shift in recent second long preserved within the shift, such as the current system of differential phase shift is greater than the maximum or minimum value is less than. The current system differential phase shift is updated to the average value of the differential phase shift preserved in the last second hours. The invention can update the differential phase shift of the system in time.

【技术实现步骤摘要】
双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统
本专利技术涉及大气监测
，特别是涉及双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统。
技术介绍
为了进行大气监测，常使用双偏振雷达对大气进行扫描。双偏振雷达既能发射和接收水平偏振波又能发射和接收垂直偏振波。技术人员通过接收的水平偏振波和接收的垂直偏振波之间的差分相移就可以进行降水估算等研究。由于有系统差分相移的存在，水平偏振波和垂直偏振波在发射时无法做到差分相移为零。也即：系统差分相移降低了接收的水平偏振波和接收的垂直偏振波之间的差分相移的准确性。为了提高接收的水平偏振波和接收的垂直偏振波之间的差分相移的准确性，需要确定系统差分相移从而在接收的水平偏振波和接收的垂直偏振波之间的差分相移中减去确定的系统差分相移以提高准确性。现有技术一般采用人工估算系统差分相移的方式确定系统差分相移。但系统差分相移并不是一个固定的数值，可能随着系统老化、硬件变化、系统维护等而发生变化，而人工估算的方式是无法根据系统老化、硬件变化、系统维护等情况及时对系统差分相移进行更新的。这就降低了估算的系统差分相移的准确性。当然，人工估算的方式还受到估算人员经验的影响，导致系统差分相移的准确性无法保证。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统，以实现对系统差分相移的及时修正。具体技术方案如下：一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法，包括：在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库；计算各距离库的差分相移，统计各距离库的差分相移出现的频率；将出现频率最高的差分相移保存；统计最近第一时长内保存的各差分相移的标准差，将本次统计得到的标准差与预设标准差门限进行比较；如果本次统计得到的标准差小于所述预设标准差门限，则当本次保存的差分相移与当前系统差分相移之差大于预设阈值时，将当前系统差分相移更新为本次保存的差分相移；如果本次统计得到的标准差大于或等于所述预设标准差门限，则将当前系统差分相移分别与最近第二时长内保存的差分相移的最大值、最近第二时长内保存的差分相移的最小值进行比较，如果当前系统差分相移大于所述最大值或小于所述最小值，则将当前系统差分相移更新为所述最近第二时长内保存的差分相移的平均值。可选的，所述第二时长大于所述第一时长。可选的，所述统计各距离库的差分相移出现的频率，包括：以预设度数间隔为间隔在[-180°，180°]范围内统计各距离库的差分相移在各间隔中出现的频率；所述将出现频率最高的差分相移保存，包括：将出现距离库的差分相移最多的间隔对应的角度范围内的第一角度作为出现频率最高的差分相移保存。可选的，所述确定回波中的地物杂波的距离库，包括：通过地物识别算法或者静态杂波图确定回波中的地物杂波的距离库。可选的，在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库之前，所述方法还包括：计算回波中地物杂波的信噪比；所述确定回波中的地物杂波的距离库，包括：获得信噪比高于预设信噪比阈值的地物杂波的距离库。一种双偏振雷达的系统差分相移标定系统，包括：距离库确定单元、差分相移统计单元、差分相移保存单元、比较单元、第一更新单元和第二更新单元，所述距离库确定单元，用于在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库；所述差分相移统计单元，用于计算各距离库的差分相移，统计各距离库的差分相移出现的频率；所述差分相移保存单元，用于将出现频率最高的差分相移保存；所述比较单元，用于统计最近第一时长内保存的各差分相移的标准差，将本次统计得到的标准差与预设标准差门限进行比较；如果本次统计得到的标准差小于所述预设标准差门限，则触发所述第一更新单元；如果本次统计得到的标准差大于或等于所述预设标准差门限，则触发所述第二更新单元；所述第一更新单元，用于当本次保存的差分相移与当前系统差分相移之差大于预设阈值时，将当前系统差分相移更新为本次保存的差分相移；所述第二更新单元，用于将当前系统差分相移分别与最近第二时长内保存的差分相移的最大值、最近第二时长内保存的差分相移的最小值进行比较，如果当前系统差分相移大于所述最大值或小于所述最小值，则将当前系统差分相移更新为所述最近第二时长内保存的差分相移的平均值。可选的，所述第二时长大于所述第一时长。可选的，所述差分相移统计单元具体用于：计算各距离库的差分相移，以预设度数间隔为间隔在[-180°，180°]范围内统计各距离库的差分相移在各间隔中出现的频率；所述差分相移保存单元，具体用于将出现距离库的差分相移最多的间隔对应的角度范围内的第一角度作为出现频率最高的差分相移保存。可选的，所述距离库确定单元，具体用于在双偏振雷达进行一次扫描后，通过地物识别算法或者静态杂波图确定回波中的地物杂波的距离库。可选的，所述系统还包括：信噪比计算单元，用于在所述距离库确定单元确定回波中的地物杂波的距离库之前，计算回波中地物杂波的信噪比；所述距离库确定单元，具体用于在双偏振雷达进行一次扫描后，获得信噪比高于预设信噪比阈值的地物杂波的距离库。本专利技术实施例提供的双偏振雷达的系统差分相移标定方法及系统，可以根据回波信号中地物杂波的差分相移对当前系统差分相移进行更新。由于本专利技术可以在雷达每次扫描后进行一次更新，因此相对于人工估算而言，本专利技术可以及时对系统差分相移进行更新。同时，本专利技术实现了对系统差分相移的自动更新，不受人员经验的影响。实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种双偏振雷达的系统差分相移标定系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法，可以包括：S100、在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库；在实际应用中，可选的，本专利技术提供的一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法可以在双偏振雷达每进行一次扫描后执行一次。当然，也可以在多次扫描后再执行一次。本专利技术的方法执行频率越高，则对系统差分相移的调整的及时性越高。其中，上述双偏振雷达的一次扫描可以为仰角为某度数情况下的一次平面位置显示PPI扫描，也可以为仰角逐渐变化的一次体扫。具体的，在上述扫描为体扫时，步骤S100可以仅从仰角最小的PPI扫描后的回波中确定地物杂波的距离库。由于仰角最小的PPI扫描后的回波中的地物杂波最多，因此使得对系统差分相移的标定更加准确。PPI扫描是以雷达站为中心，雷达天线仰角一定时，进行360度全方位的扫描，把本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法，其特征在于，包括：在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库；计算各距离库的差分相移，统计各距离库的差分相移出现的频率；将出现频率最高的差分相移保存；统计最近第一时长内保存的各差分相移的标准差，将本次统计得到的标准差与预设标准差门限进行比较；如果本次统计得到的标准差小于所述预设标准差门限，则当本次保存的差分相移与当前系统差分相移之差大于预设阈值时，将当前系统差分相移更新为本次保存的差分相移；如果本次统计得到的标准差大于或等于所述预设标准差门限，则将当前系统差分相移分别与最近第二时长内保存的差分相移的最大值、最近第二时长内保存的差分相移的最小值进行比较，如果当前系统差分相移大于所述最大值或小于所述最小值，则将当前系统差分相移更新为所述最近第二时长内保存的差分相移的平均值。

【技术特征摘要】
1.一种双偏振雷达的系统差分相移标定方法，其特征在于，包括：在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库；计算各距离库的差分相移，统计各距离库的差分相移出现的频率；将出现频率最高的差分相移保存；统计最近第一时长内保存的各差分相移的标准差，将本次统计得到的标准差与预设标准差门限进行比较；如果本次统计得到的标准差小于所述预设标准差门限，则当本次保存的差分相移与当前系统差分相移之差大于预设阈值时，将当前系统差分相移更新为本次保存的差分相移；如果本次统计得到的标准差大于或等于所述预设标准差门限，则将当前系统差分相移分别与最近第二时长内保存的差分相移的最大值、最近第二时长内保存的差分相移的最小值进行比较，如果当前系统差分相移大于所述最大值或小于所述最小值，则将当前系统差分相移更新为所述最近第二时长内保存的差分相移的平均值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二时长大于所述第一时长。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述统计各距离库的差分相移出现的频率，包括：以预设度数间隔为间隔在[-180°，180°]范围内统计各距离库的差分相移在各间隔中出现的频率；所述将出现频率最高的差分相移保存，包括：将出现距离库的差分相移最多的间隔对应的角度范围内的第一角度作为出现频率最高的差分相移保存。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定回波中的地物杂波的距离库，包括：通过地物识别算法或者静态杂波图确定回波中的地物杂波的距离库。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在双偏振雷达进行一次扫描后，确定回波中的地物杂波的距离库之前，所述方法还包括：计算回波中地物杂波的信噪比；所述确定回波中的地物杂波的距离库，包括：获得信噪比高于预设信噪比阈值的地物杂波的距离库。6.一种双偏振雷达的系统差分相移标定系统，其特征在于，包括：距离库确定单元、差分相移统计单元、差分相移保存单元、比较单元、第一更新单元和第二更新单元，所述距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙召平，陈艳，
申请(专利权)人：北京敏视达雷达有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11