[发明专利]一种基于毫米波雷达的港口航道海雾探测方法及系统有效
申请号: | 201611066070.2 | 申请日: | 2016-11-28 |
公开(公告)号: | CN106772385B | 公开(公告)日: | 2019-03-15 |
发明(设计)人: | 冯凯;李岩松;周亭亭;王志锐 | 申请(专利权)人: | 北京无线电测量研究所 |
主分类号: | G01S13/95 | 分类号: | G01S13/95 |
代理公司: | 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 | 代理人: | 杨立 |
地址: | 100854 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 毫米波 雷达 港口 航道 探测 方法 系统 | ||
本发明涉及一种基于毫米波雷达的港口航道海雾探测方法及系统,该系统包括:包括:至少两个毫米波雷达和终端服务器;毫米波雷达用于在预定范围内重复扫描得到多组圆锥探测数据和多组垂直探测数据,并将多组圆锥探测数据和多组垂直探测数据发送至终端服务器;终端服务器用于对数据进行处理并将进行显示。本发明通过有针对性的数据处理方法及融合手段,实现了多部毫米波雷达组网观测,有效的扩大了基于毫米波雷达海雾监测系统的覆盖范围,使具有了更高的实际应用价值。
技术领域
本发明涉及雷达探测领域,特别涉及一种基于毫米波雷达的港口航道海雾探测方法及系统。
背景技术
港口是海上交通的重要枢纽,然而由于海上湿度大、天气变幻无常等特点,港口航道区域时常会受到海雾的覆盖。海雾所造成的低能见度将会严重的影响港口通航的效率,并且会对航道内运行船只的交通安全构成极大的威胁,同时对港口的调度管理提出了较高的要求。由于海雾具有形成/消散快、空间分布面积广、高度低、水汽粒子的电磁波回波强度较弱等特点,因此传统的能见度仪、雾滴谱仪、天气雷达、卫星遥感等手段在海雾的监测方面都显的力不从心。
近些年来,国内外的学者及研究机构尝试利用毫米波雷达来进行港口航道海雾的监测,并取得了一定的良好效果。毫米波雷达主要用于云、雾、弱降水等目标的探测,利用小粒子对电磁波的散射作用,连续测量站点上空气象目标的回波信号,获取高时空分辨率的气象目标信息,具有全方位、全天候的观测能力,广泛应用于大气科学研究、人工影响天气、云自动化观测、机场气象保障、军事气象保障等方面和领域。由于毫米波雷达对较弱的目标粒子(如大雾中的水滴粒子)具有较强的探测能力,且空间分辨率高、时效性强,因此在港口海雾的探测方面显示出较好的潜力,有望在未来成为港口海雾观测的常规手段。但是单部毫米波雷达并无法覆盖港口航道的所有区域,而且毫米波本身的特点决定了其在大气中传播时容易衰减,当遇到云、雨、雾等目标时此衰减将更为增大,海雾的空间高度分布一般在0至200米之间,当雷达以较大的俯仰角进行观测时,探测电磁波很容易穿透雾顶进入上层空间,因此有效的径向探测距离大打折扣,而如果将雷达的俯仰角设置过低,则又容易受到地物、海面船只、风浪等引起的地杂波影响导致数据无法使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题解决单部毫米波雷达并无法覆盖港口航道的所有区域、多部毫米波雷达探测数据融合处理和毫米波雷达探测范围容易被影响的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种基于毫米波雷达的港口航道海雾探测方法,包括以下步骤:
步骤1、至少两个毫米波雷达中的每个毫米波雷达,在预定范围内重复扫描得到多组圆锥探测数据和多组垂直探测数据,并将多组所述圆锥探测数据和多组所述垂直探测数据发送至终端服务器;
步骤2、所述终端服务器接收并根据确定的基准时间从多组所述圆锥探测数据中选取两组圆锥探测数据P1和P2,并从多组所述垂直探测数据中选取一组垂直探测数据R1;
步骤3、所述终端服务器对所述圆锥探测数据P1和P2进行处理,得到合格数据,并根据所述垂直探测数据R1计算得到雾顶高度H;
步骤4、所述终端服务器建立极坐标系,对相同位置的所有合格数据和雾顶高度H取均值融合,将融合后的数据按对应位置投影到极坐标系中显示。
本发明的有益效果是:本发明通过恰当的扫描策略设置、具有针对性的数据处理方法及融合手段,实现了多部毫米波雷达组网观测,有效的扩大了基于毫米波雷达海雾监测系统的覆盖范围,使具有了更高的实际应用价值。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,在步骤1中,通过PPI扫描方式在预定范围内重复扫描得到多组所述圆锥探测数据,通过RHI扫描方式在预定范围内重复扫描得到多组所述垂直探测数据,其中,所述PPI扫描方式在预定范围内重复扫描的俯仰角为3°,所述RHI扫描方式在预定范围内重复扫描的俯仰角为0-30°。
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