[发明专利]一种基于Ainsworth算法的气象雷达外定标方法

权利要求书

1.一种基于Ainsworth算法的气象雷达外定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立气象雷达极化散射矩阵失真模型：根据散射理论建立气象雷达极化散射矩阵失真模型；

(2)添加噪声，得到观测矩阵：对原始气象回波数据添加接收失真矩阵R、发射失真矩阵T，得到含噪声的观测矩阵；

(3)数据预处理：根据观测气象回波矩阵，分别确定交叉极化幅度不平衡因子α、同极化幅度不平衡因子k以及串扰因子u,v,w,z的初始值；

(4)初步定标：根据交叉极化幅度不平衡因子值、同极化幅度不平衡因子和串扰因子的迭代计算初始值，对观测气象回波协方差矩阵C初步定标，得到初步定标后的协方差矩阵C′：

C′＝G^-1C(G^H)^-1

式中，G＝diag(α′_i,α′_i^-1,α′_i,α′_i^-1),i是Ainsworth算法的迭代次数，α_i′是第i次迭代得到的交叉极化幅度不平衡因子，上标H代表共轭矩阵；

(5)求解串扰矩阵：通过矩阵变换，不断更新交叉极化幅度不平衡因子α′和串扰因子u′,v′,w′,z′的值，同时得到更新后的串扰矩阵M′；

(6)判断串扰矩阵是否达到设定值：根据设定的阈值，判断串扰矩阵是否达到设定值，如未达到设定值，转到步骤(4)；如满足条件，则输出定标后的数据。

2.根据权利要求1所述的基于Ainsworth算法的气象雷达外定标方法，其特征在于，步骤(1)中，建立的极化气象雷达散射失真矩阵模型为：

转化成向量表示形式为：

其中，

P＝T_VVR_VVkα

式中，H为水平通道；V为垂直通道；O_HH为发射水平波、接收水平波的观测气象回波矩阵，O_HV为发射垂直波、接收垂直波的观测气象回波矩阵；O_VH为发射垂直波、接收水平波的观测气象回波矩阵；O_VV为发射垂直波、接收垂直波的观测气象回波矩阵；S_HH为发射水平波、接收水平波的真实气象回波矩阵，S_HV为发射垂直波、接收垂直波的真实气象回波矩阵；S_VH为发射垂直波、接收水平波的真实气象回波矩阵；S_VV为发射垂直波、接收垂直波的真实气象回波矩阵；R为接收失真矩阵；S为气象回波真值矩阵；T为发射失真矩阵；M为串扰矩阵；u，v，w，z分别为自定义的4个串扰因子项，幅度相比于1足够小；k为自定义的同极化幅度不平衡度因子，α为自定义的交叉极化幅度不平衡因子；T_VV为发射垂直波、接收垂直波的发射失真矩阵；T_VH为发射垂直波、接收水平波的发射失真矩阵；T_HV为发射水平波、接收垂直波的发射失真矩阵；T_HH为发射水平波、接收水平波的发射失真矩阵；R_VV为发射垂直波、接收垂直波的接收失真矩阵；R_VH为发射垂直波、接收水平波的接收失真矩阵；R_HV为发射水平波、接收垂直波的接收失真矩阵；R_HH为发射水平波、接收水平波的接收失真矩阵。