[发明专利]回波强度Z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明涉及回波强度Z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括选取标准金属球，通过地面架设使得标准金属球沿雷达径向高速运动，以形成多普勒回波，检测标准金属球的回波幅度；获取标准金属球的径向运动速度；根据获取的雷达的参数以及标准金属球的参数计算标准金属球所在距离库对应Z参数；根据标准金属球所在距离库进行模拟目标发射功率处理；利用模拟目标对全距离量程进行标定；对标定的各距离库计算各距离库的回波强度Z参数修正值；根据各距离库的回波强度Z参数修正值建立修正参数表；使用时利用修正参数表对雷达测量值修正，以得到回波强度Z参数标定值。本发明实现提高标定的精度和准确度。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，更具体地说是指回波强度Z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

强对流天气预报预警是气象防灾减灾重要任务，强对流天气发生突然、移动迅速、变化剧烈、破坏力极强，经常伴随电闪雷鸣、风大雨急等恶劣天气，致使房屋倒毁、庄稼树木摧残、电信交通受损、甚至造成人员伤亡等。先进的数值预报模式逐步使用和多普勒天气雷达网逐步完善，为强对流天气的短临预报提供了最佳的预报手段和预报方法。

回波强度Z参数是天气雷达的核心参数之一，其测量误差包括系统误差和起伏误差，系统误差是误差样本的均值，起伏误差是误差样本减去均值后的均方根值，而误差样本是测量值减去真值，由于缺少真值测量设备，大多数雷达采用模拟方式等效获取真值，得到误差样本，计算均方根误差，并以此为精度。如果没有精确标定系统误差，精确度或准确度没有保障，但如果能够利用真值测量系统误差，并对系统误差修正，精度就等于精确度，因此通过提供客观目标真值，对雷达测量系统误差进行标定，形成系统误差修正表，在雷达检测中对目标参数修正，是Z参数标定的主要内容。

目前国内外已经提出的Z参数标定方法大约有四种类型，一是卫星标定，二是无人机标定，三是空飘气球标定，四是接收机注入模拟目标标定。卫星标定由于距离太远，大气成分及云雾等分布状态不确定，大气传播损失计算误差会达1dB以上，按照真值标定精度至少是测量参数精度的三倍，测量精度通常为1dB，标定精度不满足雷达对目标测量精度要求，同时在标定状态雷达波束与卫星标定天线波束之间的相对运动还会造成波束形状加权引起的波束形状损失，可能会达3dB，且标定方法为主观信号幅度方法而非客观目标探测方法，即通过向各雷达辐射注入标准信号幅度进行标定，没有真实目标客观基准，标定的精度和准确度均不高；无人机标定和卫星标定方法类似，为主观信号幅度标定法，但无人机还存在平台稳定性误差，同时也存在雷达对无人机扫描跟踪时天线波束波形损失误差；空飘气球采用角反射体或标准金属球体，与上述方法相比属客观目标方法，即用标准目标衡量和标定，标准目标是一个客观反射体，对所有雷达具有相同的特性，但空飘气球存在随风飘动，位置不稳定，以及雷达对气球探测时很难保证在天线波束最大值方向探测，天线波束波形损失大，最大可能超过3dB，也不满足雷达对目标测量精度要求；接收机注入模拟目标标定是目前应用最多的标定方法，所有天气雷达按照规定必须设计从接收机注入模拟目标的机内回波强度定标方法，这种方法只能对本雷达不同距离库的强度测量一致性进行定标，提供一个计算等效强度的模拟目标注入功率进行机内定标，但不能保证对客观目标测量准确性，根据目前统计情况，所有采用模拟目标接收机注入定标的雷达在使用时，相邻雷达站对同一区域探测强度相差最大达10dB以上。

因此，有必要设计一种新的方法，实现提高标定的精度和准确度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供回波强度Z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种回波强度Z参数标定方法，其包括：

选取标准金属球，通过地面架设使得标准金属球沿雷达径向高速运动，以形成多普勒回波；

采用多普勒回波检测标准金属球的回波幅度；

获取标准金属球的径向运动速度；

获取雷达的参数以及标准金属球的参数；