[发明专利]一种消除降雨对X波段雷达观测海浪的影响的方法

摘要

本发明公开了一种消除降雨对X波段雷达观测海浪的影响的方法，包括两部分：第一部分是从波浪场的主模态中提取波峰和波谷的位置；第二部分是从原始雷达图像中提取波峰的强度值。本发明了解决现有技术中X波段雷达在降雨时无法观测海浪信息的问题，为降雨时近岸的海洋活动和船只的安全航行等提供保障。

主权项

一种消除降雨对X波段雷达观测海浪的影响的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：选取受降雨影响的X波段雷达图像序列I(r,θ,t)，对该雷达图像序列作经验正交函数分解，利用第一主模态重构波浪场Ir(r,θ)，其中，I(r,θ,t)是雷达图像的强度值，r为图像中的点到雷达的距离，θ是方位角，t为采集数据的时间；步骤2：对重构波浪场的一条径向廓线Ir(r,θ0)作复数连续小波变换，得到复数小波系数C(a,b)，其中θ0为选取的径向方向，a和b为小波变换的尺度参数和平移参数；步骤3：对复小波系数的模|C(a,b)|沿平移参数b积分，|C(a)|=∫b1b2|C(a,b)|db,---(1)]]>根据方程(1)找到最大模对应的尺度参数am，其中|·|表示模，b1和b2是最小和最大平移参数；步骤4：找出复小波系数的辐角arg(C(am,b))的极大值，其极值点ri就是径向廓线Ir(r,θ0)的极大值点，其中，arg(·)表示辐角，n是极大值的数量，i＝1,2,…,n；步骤5：对于相邻的两个极大值点之间的径向廓线，用以下函数进行拟合：Ir(r,θ0)=Σi=1maisin(bir+ci),---(2)]]>其中，ri≤r≤ri+1，i＝1,2,…,n‑1；ai、bi和ci是待定系数，可以用最小二乘法得到；m是正整数，一般可以取为2；根据方程(2)，确定该区间的极小值点rj，其中ri≤rj≤ri+1；步骤6：从原始雷达图像中选取方位角θ0方向的径向强度I(r,θ0)，运用步骤2～步骤4中的方法找出其极大值I(rk,θ0)，即雷达图像中的波峰位置，其中rk是极大值的位置，利用线性插值将其转换到区间ri≤rk≤ri+1；步骤7：对于相邻两个极大值之间的区域，将步骤5确定的极小值处的回波强度置为1，即：I(rj,θ0)＝1，则该区间内共有两个极大值和一个极小值；用正弦函数拟合极大值ri和极小值rj之间的区域ri≤r≤rj，I'(r,θ0)＝a'sin(b'r+c')+d',          (3)其中，ri≤r≤rj,i＝1,2,…,n‑1，各系数分别为：d'＝a'+1；对于极小值rj和极大值ri+1之间的区域rj≤r≤ri+1，其中i＝1,2,…,n‑1，同样用方程(3)拟合，得到该区间的强度值I'(r,θ0)；重复该步骤得到径向θ0的所有回波强度值，即校正降雨影响后的回波强度；步骤8：对于不同的径向θ，重复步骤2～步骤7，可以得到消除降雨影响后的海面回波图像I'(r,θ)。