[发明专利]基于空时协方差矩阵拟合的湍流目标速度谱宽估计方法

权利要求书

1.一种基于空时协方差矩阵拟合的湍流目标速度谱宽估计方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)初始化所有待检测距离单元的雷达回波数据，并由机载气象雷达上阵列天线接收的待检测距离单元的雷达回波数据估计出雷达回波信号的协方差矩阵

2)根据上一步骤雷达回波数据中待检测距离单元的空间锥角，构造该距离单元湍流目标信号的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)；

3)利用上述步骤1)获得的协方差矩阵和步骤2)获得的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)构造代价函数，在目标参数范围内进行二维搜索找到使代价函数最大值的参数组合根据参数组合中的多普勒谱宽得到该距离单元湍流目标的速度谱宽估计值；

4)重复上述步骤1)至3)，逐距离单元对机载气象雷达接收的回波数据进行处理，最终得到全距离单元内湍流目标速度谱宽估计结果。

2.根据权利要求1所述的基于空时协方差矩阵拟合的湍流目标速度谱宽估计方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的初始化所有待检测距离单元的雷达回波数据，并由机载气象雷达上阵列天线接收的待检测距离单元的雷达回波数据估计出雷达回波信号的协方差矩阵的方法是：利用机载前视阵几何模型，从湍流散射粒子的空间和时间角频率出发，给出了机载前视阵湍流目标信号的接收数据，然后将湍流目标信号和噪声求和得到雷达回波信号，最后通过求解雷达回波信号的自相关函数得到雷达回波信号的协方差矩阵

3.根据权利要求1所述的基于空时协方差矩阵拟合的湍流目标速度谱宽估计方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的根据上一步骤雷达回波数据中待检测距离单元的空间锥角，构造该距离单元湍流目标信号的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)的方法是：利用湍流目标信号的分布特性，建立其空时二维协方差矩阵参数化模型，最后得到待检测距离单元湍流目标信号的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)。

4.根据权利要求1所述的基于空时协方差矩阵拟合的湍流目标速度谱宽估计方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的利用上述步骤1)获得的协方差矩阵和步骤2)获得的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)构造代价函数，在目标参数范围内进行二维搜索找到使代价函数最大值的参数组合根据参数组合中的多普勒谱宽得到该距离单元湍流目标的速度谱宽估计值的方法是：利用雷达回波信号的协方差矩阵与湍流目标信号的协方差矩阵参数化模型R_s(f_o,σ_f)构造代价函数，然后对雷达回波信号的多普勒谱宽σ_f和多普勒中心频率f_o进行二维搜索，最后得到该距离单元湍流目标的速度谱宽估计值。