[发明专利]一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法

说明书

本发明说明了一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法，能够基于系统极化误差获取雷达提取昆虫朝向误差，为判断系统状态的提供了依据，为全极化雷达系统的设计和改进提供支持，有助于更加准确的获取昆虫朝向，预防虫害爆发。本发明雷达提取昆虫朝向误差的获取方法中，首先利用全极化雷达系统模型，推算出实际雷达测量到的昆虫PSM，之后用朝向求解方法求解出包含系统极化误差的昆虫朝向，然后对包含不同的系统极化误差的昆虫朝向进行多元函数的泰勒展开，得到雷达提取昆虫朝向误差与系统极化误差间的关系。本发明基于全极化雷达系统极化误差获取雷达提取昆虫朝向误差，基于对雷达提取昆虫朝向误差的修正，为全极化昆虫雷达系统设计提供支持。

技术领域

本发明属于昆虫雷达技术领域，具体涉及一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法。

背景技术

昆虫雷达凭借其观测距离远，可测量特征量多，时效性高等优势，在昆虫迁飞检测方面发挥着越来越重要的作用。传统昆虫雷达主要采用ZLC(垂直对天，线极化，锥扫)的方式获取迁飞昆虫的极化信息，并对其朝向、质量、体长等参数进行测量和统计。随着极化技术的成熟，部分昆虫雷达为了更加高效的获取迁飞昆虫的极化信息采用了全极化体制。全极化昆虫雷达可以更加快速和准确的获取目标极化信息，并估计迁飞昆虫的朝向、质量、体长等参数。这对于准确预测虫害种类和爆发地点具有重要的意义。

雷达可以通过极化信息获取昆虫的朝向。全极化雷达可以在一个PRT(脉冲重复时间)内获取目标的PSM(极化散射矩阵)。PSM包含了当前观测视角下目标全部的极化信息。通过PSM可以直接计算得到昆虫的朝向角度。

研究发现，可以用昆虫目标的极化朝向角近似为昆虫朝向或与昆虫朝向垂直的方向，可以通过这个信息结合一些解模糊的方法计算出昆虫朝向的角度。理想情况下，全极化雷达系统的H通道和V通道完全一致，并且两者互不干扰。但是实际情况下，系统H通道和V通道之间存在幅度和相位不一致，以及通道之间的泄露，这些被统称为系统的系统极化误差。这些不理想的因素会影响到昆虫朝向的估计和最终统计出来的昆虫朝向分布规律。所以实际情况下，对于含有系统极化误差的全极化雷达系统来说，若要准确的获取昆虫朝向，必须先获取雷达提取昆虫朝向误差，然后基于该误差对面向昆虫头部朝向测量的全极化雷达系统进行修正。但是，目前还没有人具体分析过系统极化误差会对雷达提取昆虫朝向产生怎样的误差，因此不能实现昆虫朝向的准确获取。

发明内容

鉴于此，本发明说明了一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法，能够基于系统极化误差获取雷达提取昆虫朝向误差，为判断系统状态的提供了依据，为全极化雷达系统的设计和改进提供支持，有助于更加准确的获取昆虫朝向，预防虫害爆发。

为实现上述目的，本发明的一种雷达提取昆虫朝向误差的获取方法，包括如下步骤：

利用全极化雷达系统模型，推算出包含系统极化误差的昆虫朝向估计值的表达式；然后基于包含系统极化误差的昆虫朝向估计值的表达式，以及昆虫目标由0度旋转至θ角度之后的昆虫PSM，获得用昆虫朝向真实值θ表示的包含系统极化误差的昆虫朝向估计值的表达式；之后对用昆虫朝向真实值θ表示的包含系统极化误差的昆虫朝向估计值的表达式进行多元函数的泰勒展开，得到雷达提取昆虫朝向误差随昆虫实际朝向角度变化的规律，完成雷达提取昆虫朝向误差的获取。

其中，利用全极化雷达系统模型，推算出昆虫朝向估计值为：

其中，sa()函数表示解模糊；M₁₁、M₁₂、M₂₁以及M₂₂为实际测量得到的极化散射矩阵元素，具体为：