[发明专利]天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法和系统

权利要求书

1.一种天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法，其特征在于，包括：

步骤一：在WGS-84地固坐标系下，通过GPS或北斗系统测量获得任一观测时刻卫星平台位置和速度运动参数值，同时通过测雨雷达回波时延测量值计算任意采样点对应的斜距值，斜距对应的观测区域位置坐标为未知坐标值，通过卫星平台位置与观测区域未知坐标值建立斜距方程；

步骤二：根据测雨雷达已知的波束扫描角度，在WGS-84坐标系下，利用余弦定理建立卫星平台位置矢量、波束指向矢量和波束扫描角度的余弦方程；

步骤三：根据测雨雷达运动方向矢量与波束指向矢量垂直正交的关系建立正交方程；

步骤四：联立斜距方程、余弦方程和正交方程，进行方程组解算，得到斜距对应观测区域的位置坐标值；

步骤五：在地固坐标系下将已解算得到的位置坐标值进行经纬度及海平面高度转换，获得观测区域目标对应的经纬度及海平面高度值；

步骤六：拟建立三维网格数组，分别表示经度、纬度和海平面高度，网格中每个元素值表示对应经度、纬度和海平面高度的雷达回波功率值；

步骤七：将目标定位的经纬度及海平面高度结果与网格进行匹配，并提取相应的回波功率值作为三维数组的元素值；

步骤八：以海平面高度为参考，进行不同海平面高度下的剖面显示处理，得到任一海平面高度下不同经纬度分布区域的降雨空间三维信息显示。

2.根据权利要求1所述的天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法，其特征在于，所述步骤二包括：

以WGS-84地固坐标系作为参考坐标系，以测量获得的卫星平台位置点坐标值作为一个矢量；

以WGS-84地固坐标系作为参考坐标系，将测量获得的卫星平台位置坐标值和待定位观测区域位置坐标值进行做差获得一个矢量；

以波束扫描角度为两个矢量的夹角。

3.根据权利要求1所述的天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法，其特征在于，所述步骤三包括：

利用卫星平台速度矢量与波束指向矢量垂直正交的关系，通过两个矢量相乘等于0建立正交方程；

以WGS-84地固坐标系作为参考坐标系，以测量获得的卫星运动速度作为一个矢量；

以WGS-84地固坐标系作为参考坐标系，将测量获得的卫星平台位置坐标值和待定位观测区域位置坐标值进行做差获得另一个向量，即波束指向矢量。

4.根据权利要求1所述的天基测雨雷达目标定位及降雨信息三维处理方法，其特征在于，通过斜距R、波束扫描角度θ、飞行矢量关系确立斜距方程、余弦方程和正交方程，表达式分别为：

(x_s-x)²+(y_s-y)²+(z_s-z)²＝R²…………(1)

v_x(x_s-x)+v_y(y_s-y)+v_z(z_s-z)＝0…………(3)

其中，卫星平台位置坐标值和速度的运动参数信息，分别表示为(x_s，y_s，z_s)和(v_x，v_y，v_z)；斜距R对应的观测区域位置坐标为(x，y,z)。