[发明专利]基于自适应波形变换的雷达流速计高精度测速方法

说明书

本发明提供的基于自适应波形变换的雷达流速计高精度测速方法，涉及雷达信号处理领域，包括如下步骤：S101：设置雷达波形库；S201：确定参考速度；S301：选择最优测速的脉冲重复周期波形；S401：雷达使用最优波形对水流测速。本发明解决了现有技术中，雷达脉冲重复周期设定后，测量精度与量程无法同时兼顾的问题；可以根据当前水面流速自适应选择雷达脉冲重复周期，从而动态调整雷达测速量程和测速精度，在不同流速下获得最优的雷达测速性能。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，尤其涉及基于自适应波形变换的雷达流速计高精度测速方法。

背景技术

雷达流速计采用多普勒雷达测速原理，对水流的表面流速进行探测。具有非接触、环境适应性强和全天候全天时稳定工作等等优点，大量应用于明渠流量测量、洪水监控、城市管网流量监控等领域。

脉冲重复周期(pulse repetition interval，PRI)是一种雷达波形参数，描述雷达发射的前一个脉冲和下一个脉冲之间的时间间隔。

由雷达测速原理可知，为提高测速精度，需要增加雷达的积累时间，雷达的积累时间等于脉冲重复周期乘以积累点数。硬件成本限制了雷达最大积累点数，若通过扩大积累点数来提高雷达测速精度，会大大增加硬件成本，所以现有技术中一般通过增大脉冲重复周期来提高测速精度，但是增加脉冲重复周期会减小测速量程，所以存在脉冲重复周期设定后，测量精度与量程无法同时兼顾的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供的基于自适应波形变换的雷达流速计高精度测速方法，可以根据当前水面流速自适应选择雷达脉冲重复周期，从而动态调整雷达测速量程和测速精度，在不同流速下获得最优的雷达测速性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的基于自适应波形变换的雷达流速计高精度测速方法，S101：设置雷达波形库，包含M组不同的脉冲重复周期波形；设定M组速度量程；其中第m组(m＝1,2,…,M)速度量程记为V_m；雷达波长为λ；速度量程V_m对应的脉冲重复周期为S201：确定参考速度v_ref；从M组脉冲重复周期T_m(m＝1,2,…,M)中，选择K个不同的脉冲重复周期；将它们按照数值从小往大排序；其中第k组脉冲重复周期记为t_k(k＝1,2,…,K)，满足t₁＜t₂＜…＜t_K；设定雷达需要满足的最小探测速度为v_min；雷达按照k值从小往大依次使用脉冲重复周期t_k对水流测速；记录测速结果v_k，直到v_k＞v_min时停止；将v_k的值赋给参考速度v_ref；S301：选择最优测速的脉冲重复周期波形；设定保护系数a；根据参考速度v_ref，从M组速度量程V_m中，选择满足V_m＞a×v_ref，并满足V_m-a×v_ref的值最小的速度量程V_m；将此V_m的值赋给V_best；速度量程V_best对应的脉冲重复周期为T_best为最优测速性能的脉冲重复周期波形；S401：雷达使用步骤S301得出的最优波形T_best对水流测速；测速结果记为v_best；将v_best作为最终输出的雷达测速结果。