[发明专利]一种基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋监测领域。更具体地，涉及一种基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法。

背景技术

每年冬季，海上设施和涉海作业都会受到海冰灾害不同程度的影响。以辽东湾海域为例，其是我国渤海海冰的发源地，是渤海冰情最为严重海域。因其丰富的油气资源、渔业资源，石油平台、港口等海上建筑物和航道在此海域众多，每年冬季海上设施和涉海作业都会受到海冰灾害较为严重的影响。因此，如何自动准确地获取海冰运动信息对于防冰抗冰具有重要的意义。

目前，获取海冰运动信息主要通过目测法或激光测距仪法来实现，其中的激光测距仪法应用磁控管体制雷达，这两种方法受天气和人为因素的影响大，可靠性差，监测范围小，代表性较差。

因此，需要提供一种基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法，用以准确地获取目标海域内海冰的运动信息。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法，包括如下步骤：

S1、对全固态雷达相邻拍摄的两幅图像分别进行分割选取，得到两幅海冰图像；

S2、对两幅海冰图像分别进行坐标转换并且插值；

S4、利用互相关技术并基于两幅海冰图像进行浮冰选择；

S5、基于两幅海冰图像中浮冰的坐标获取浮冰运动速度和运动方向。

优选地，该方法中在步骤S2之后且在步骤S4之前还包括如下步骤：

S3、采用中值滤波技术对两幅海冰图像分别进行杂波滤除。

优选地，步骤S1的具体过程为：将全固态雷达相邻拍摄的两幅图像分别分割为多个扇形子图像，选取其中包含明显海冰回波信息的扇形子图像，得到两幅海冰图像。

优选地，步骤S2的具体过程为：

S2.1、分别将两幅海冰图像从极坐标转化为笛卡尔坐标，转化公式为：

其中，x和y分别为笛卡尔坐标中的横坐标和纵坐标，r和θ为极坐标中的半径和极角；

S2.2、对两幅海冰图像分别进行三次样条插值。

优选地，步骤S4的具体过程为：计算两幅海冰图像中所有海冰之间的互相关参数，选择互相关参数为50％～99％的海冰作为浮冰。

优选地，选择互相关参数为50％～90％的海冰作为浮冰。

优选地，步骤S5的具体过程为：

基于两幅海冰图像中浮冰的坐标获取浮冰运动速度，公式为：

其中，(x₁,y₁)为第一幅海冰图像中该浮冰的坐标，(x₂,y₂)为第二幅海冰图像中该浮冰的坐标，t为第一幅海冰图像和第二幅海冰图像之间的拍摄时间间隔；

基于两幅海冰图像中浮冰的坐标获取浮冰运动方向，公式为：

本发明的有益效果如下：

1.本发明中采用的是全固态雷达，不因磁控管疲劳而降低发射功率、影响探测距离，且在径向上分辨率保持一致；

2.本发明中在雷达数据处理环节采用了抗干扰技术，不因周边有其他同频雷达而产生干扰，保证数据质量；

3.本发明可针对重点关注海域进行框选监测，较少数据处理量，提高了数据处理效率；

4.本发明能够获取大面积冰场的运动信息；

5.本发明不受天气影响，可准确地获取目标海域内海冰的运动信息。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开的基于全固态雷达的海冰运动信息获取方法，包括如下步骤：

S1、对全固态雷达相邻拍摄的两幅图像分别进行分割选取，得到两幅海冰图像；

S2、对两幅海冰图像分别进行坐标转换并且插值；

S3、采用中值滤波技术对两幅海冰图像分别进行杂波滤除；

S4、利用互相关技术并基于两幅海冰图像进行浮冰选择；

S5、基于两幅海冰图像中浮冰的坐标获取浮冰运动速度和运动方向。