【摘要】：海洋環(huán)境的實時監(jiān)測對海洋強國的建設(shè)具有重大意義,通過對雷達(dá)圖像的反演可以獲得有用的海洋參數(shù),但降雨干擾會對其產(chǎn)生不利影響,航海雷達(dá)的降雨干擾檢測及抑制能為海洋參數(shù)的有效反演提供保障。本文以“艦載X波段航海雷達(dá)反演海浪技術(shù)”國防項目為基礎(chǔ),基于大量X波段航海雷達(dá)原始圖像數(shù)據(jù)和降雨量數(shù)據(jù),對航海雷達(dá)回波信號中的降雨干擾檢測及抑制技術(shù)進(jìn)行了研究。本文航海雷達(dá)降雨干擾檢測及抑制技術(shù)分為三個步驟進(jìn)行:降雨干擾的檢測、降雨強度的反演及降雨干擾的抑制。針對降雨干擾檢測,本文以降雨在空間的不均勻性為前提,分別從空間域和波數(shù)域出發(fā),提出兩種海浪測量區(qū)域的降雨干擾檢測方法。其一,通過對雷達(dá)圖像空間域回波差異性的研究,發(fā)現(xiàn)降雨與非降雨時,雷達(dá)圖像海浪監(jiān)測區(qū)域的回波差異值均值有明顯差別,基于此現(xiàn)象本文提出了一種基于回波差異性的雷達(dá)圖像降雨干擾檢測算法。重新定義了計算回波差異值的距離,以海浪監(jiān)測區(qū)域內(nèi)選定范圍內(nèi)的回波差異值均值為參數(shù),對雷達(dá)圖像海浪監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行區(qū)域性的降雨干擾檢測。其二,通過實驗驗證了降雨干擾對雷達(dá)圖像波數(shù)能量譜中的能量分布特性有影響,并發(fā)現(xiàn)海浪波數(shù)段能量占比隨著降雨干擾的增加而逐漸減小,基于此現(xiàn)象本文提出了基于波數(shù)能量譜特性的降雨干擾檢測方法,以波數(shù)能量譜中海浪波數(shù)段能量占比作為檢測參數(shù)。通過對不同降雨情況下的回波差異值均值及海浪波數(shù)段能量占比數(shù)據(jù)分析設(shè)定了合適閾值,并加以不同風(fēng)速條件下的修正,以檢測降雨干擾。通過實測數(shù)據(jù)驗證了算法相比其他傳統(tǒng)方法在海浪監(jiān)測區(qū)域更加適用。降雨干擾的抑制需要降雨強度的輔助說明。針對降雨強度的反演,本文利用回波差異值均值及海浪波數(shù)段能量占比聯(lián)合進(jìn)行降雨強度的反演。通過實驗分別確定了兩參數(shù)與降雨強度的關(guān)系式,聯(lián)合兩個降雨強度求取最終值,并確定降雨強度等級。實驗結(jié)果證明本方法反演降雨強度有良好的精度,為降雨干擾的抑制提供了數(shù)據(jù)支撐。針對降雨干擾的抑制,因中、大、暴雨時的雷達(dá)圖像已被嚴(yán)重破壞,無抑制意義,本文只對微、小雨干擾進(jìn)行波數(shù)域濾波以抑制降雨干擾,并對抑制前后的海浪參數(shù)反演可信度進(jìn)行分析,其他雷達(dá)圖像只輸出其降雨強度,不作海浪參數(shù)的反演。最后本文對航海雷達(dá)降雨干擾檢測及抑制技術(shù)進(jìn)行了整體設(shè)計。
【圖文】：

值的降雨干擾檢測研究。海雷達(dá)資料簡介 波段航海雷達(dá)成像原理裝于艦船之上的航海雷達(dá)（Marine Radar）主要用于、在狹小航道領(lǐng)航[75]。航海雷達(dá)在黑夜或大霧天氣等的限制，仍可以提供可靠的航行數(shù)據(jù)。除在導(dǎo)航方面遙感探測功能，可在海洋環(huán)境的監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮效用，實時反饋船只航行海域的海況信息，，為艦船的安全航波段航海雷達(dá)是現(xiàn)用的一種常用厘米級雷達(dá)，在距離物識別度高，雷達(dá)天線直徑小，易于維修和移動。X離探測上有較大優(yōu)勢，且短波段雷達(dá)對弱氣象目標(biāo)物程中得到了較大應(yīng)用。般情況下，發(fā)射機、接收機、天線、顯示器、電源等成部分，如圖 2.1 所示。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文，可設(shè)置為極坐標(biāo)顯示方式，模擬周圍海域的海面模式模式為：天線將發(fā)射機產(chǎn)生的電磁波能量輻射到周圍空到達(dá)目標(biāo)處時被散射回雷達(dá)方向，被接收機接收，放大磁波信號則在這個過程中被吸收，衰減和散射至其他方到海面的電磁波在遇到與雷達(dá)半波長相同或其倍數(shù)的布拉格（Bragg）共振，信號能夠到達(dá)接收機，并呈現(xiàn)相似的明暗相間的現(xiàn)象。工作原理如圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U665.22;TP391.41

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