[发明专利]一种基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法

说明书

本发明公开了一种基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法，主要步骤如下：首先，采集雷达原始视频数据，做信号处理；设置浮冰相关参数；对回波进行幅度修正；积累图像，把积累后的雷达数据分成若干个小格子，并计算各小格子之间的相关系数；冰图像识别，当两个小格子的相关系数大于所设定的门限阈值时，说明两个小格子的为同一块浮冰的数据；输出浮冰参数，包括浮冰面积、位置、浮冰最大水平尺度和移速移向。本发明基于传统X波段目标监视雷达对浮冰进行观测，并采用回波幅度修正和相关系数计算的方式，从而能在满足监测范围需求的同时，又满足观测精度的要求。

技术领域

本发明涉及海洋环境、自然灾害、船舶管理等多个行业领域，特别是一种基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法。

背景技术

海冰运动时的推力和撞击力都是巨大的，1912年4月发生的“泰坦尼克”号客轮撞击冰山，遭到灭顶之灾，是本世纪海冰造成的最大灾难之一。我国1969年渤海特大冰封期间，流冰摧毁了由15根2.2厘米厚锰钢板制作的直径0.85米、长41米、打入海底28米深的空心圆筒桩柱全钢结构的“海二井”石油平台，另一个重500吨的“海一井”平台支座拉筋全部被海冰割断，可见海冰的破坏力对船舶、海洋工程建筑物带来的灾害是多么严重。

现阶段大范围海冰，尤其是北极海冰厚度和面积的缩减，促进了气候变暖，使气候灾害(例如强风和洪涝)增强，对人类造成了不利影响。海冰对人类也有正面作用，海冰影响海洋和大气温度，并影响大气环流和气候变化，这种气候变化也可能对人类有利的。

目前监测海冰有“目测法”、“器测法”和“遥测法”3种方法。目测法是传统海冰监测的基本观测方法，这种方法是根据海冰观测规范规定，依靠观察员的眼晴和经验进行观测，如冰量、流冰密集度，流冰冰状、固定冰状等。目测法所观测的内容，目前还不能用其他观方法完全代替，并且目测结果还是遥测法观测结果的分析依据，所以目测法继续沿用。然而，目测法的观测范围有限。遥测法主要是采用卫星的方式进行观测，其观测尺度广，但是精度不够。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法，该基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法基于传统X波段目标监视雷达对浮冰进行观测，并采用回波幅度修正和相关系数计算的方式，从而能在满足监测范围需求的同时，又满足观测精度的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于X波段目标监视雷达的浮冰探测方法，包括如下步骤。

步骤1、设置浮冰参数：浮冰参数包括浮冰检测范围、图像积累次数n和相关系数阈值Corrcoef。

步骤2、采集雷达原始数据：X波段目标监视雷达在每个观测周期均采集一次待监测海洋的雷达原始数据；每个雷达原始数据均需覆盖步骤1设置的浮冰检测范围；在n个观测周期共采集得到n个雷达原始数据。

步骤3、信号处理：对步骤1采集的每个雷达原始数据，均进行预处理，得到位于浮冰检测范围内且仅含有水面目标信号的雷达图像；n个雷达原始数据在信号预处理后，得到n幅雷达图像。

步骤4、雷达回波幅度修正：对步骤3处理后的雷达图像，将每个像素点的幅度，均进行距离补偿修正；n幅雷达图像在距离补偿修正后，按照采集时间顺序，分别标记为Map₁、Map₂、Map₃、……和Map_n。

步骤5、图像积累：将Map₂、Map₃、……和Map_n的所有像素点幅度进行加权，得到加权后的修正雷达图像Map_2-n。