[发明专利]基于压缩感知的低空风切变风速估计方法

摘要

一种基于压缩感知的低空风切变风速估计方法。其包括以下步骤：1)利用多普勒矢量构建冗余字典，以实现回波信号的稀疏表示；2)构造测量矩阵；3)计算信号压缩后的测量值；4)利用正则化正交匹配追踪算法重构稀疏信号；5)利用复幅度估计值中的非零值获得雷达回波信号的多普勒频率估计；6)计算杂波抑制后复幅度估计值中最大值的位置，即为风切变信号的风速估计结果；7)重复步骤3)-6)，依据距离单元数判断风速估计是否完成，依次对范围内的所有距离单元的回波数据进行风速估计。本发明针对脉冲数较少且信噪比较低时风速估计精度变差的问题，提出了一种基于压缩感知的低空风切变风速估计方法。该发明方法能够在获得精确风速估计的同时使得频谱分辨率大大提高，即能够很好地区分在频域间隔很近的风切变与地杂波信号。

主权项

一种基于压缩感知的低空风切变风速估计方法，其特征在于：针对某一距离单元的回波数据，所述的风速估计方法包括按顺序进行的下列步骤：1)根据机载气象雷达回波信号的稀疏性，利用多普勒矢量构建冗余字典，以实现回波信号的稀疏表示；2)构造测量矩阵；3)计算信号压缩后的测量值；4)利用正则化正交匹配追踪算法重构稀疏信号；5)利用复幅度估计值中的非零值获得雷达回波信号的多普勒频率估计；6)计算杂波抑制后复幅度估计值中最大值的位置，即为风切变信号的风速估计结果；7)重复步骤3)‑6)，依据距离单元数判断风速估计是否完成，依次对范围内的所有距离单元的回波数据进行风速估计。