基于雷達的地面積雪厚度探測方法研究
發(fā)布時間:2021-01-07 04:02
積雪是大自然中常見的自然因素,當降雪較多時,積雪覆蓋面積也較大,會對當?shù)氐奶鞖狻⒔煌ā⑥r(nóng)林等產(chǎn)生巨大影響。例如在高速公路等地出現(xiàn)大規(guī)模降雪時,會對交通造成很多負面影響,輕則導致交通堵塞,重則甚至會導致交通事故,這就需要一些積雪厚度探測的儀器來進行實時監(jiān)測,以助于能夠及時采取措施,避免發(fā)生交通事故;同時,積雪厚度的測量也是氣象上最基本的項目之一,其在氣象災害預警以及專業(yè)的氣象應用上有著重大意義。國外已經(jīng)出現(xiàn)一些利用電磁波進行積雪厚度探測的相關研究,并希望將其應用于氣象行業(yè)以及雪崩等災害預警中,而目前國內尚未有這方面的研究報道,基于此,本文按照雪深自動觀測規(guī)范的要求,提出一種基于FMCW雷達的無線、非接觸式的、自動化積雪厚度探測方法,同時研究線性調頻連續(xù)波(LFMCW)雷達的高精度測距原理,采用頻率法與相位法相結合的高精度探測算法,將其應用于地面積雪厚度探測中,并設計了一個LFMCW積雪探測雷達硬件實驗平臺。關于雷達測距算法,國內常采用FFT或Chirp-z等算法直接對差拍信號的頻率進行估計,從而得到距離數(shù)據(jù),然而其精度無法滿足本文要求,國外則早已開始精度較高的相位雷達測距的研究,并取得了...
【文章來源】:成都信息工程大學四川省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
雷達方程的幾何關系圖
由前幾節(jié)所述,雷達放置角度為 5°時述方案中,雷達后向反射較強。由于雷達能夠穿透很多物體表面,使得回致散射問題復雜化。根據(jù)文獻數(shù)據(jù)表明,低達信號穿透更深,回波往往包含底面回波;自于上層表面[23][24][25],中心頻率使用較高雷達使用本文探測方法進行測量時能夠提供低波段(例如 C 與 S 波段)的中心頻率則對北方每到冬季便是積雪覆蓋之時,并且氣溫,積雪往往全是由“冰”構成,里面水分較高頻段載波利于獲得積雪表面到雷達設備蓋時,大量散射來自于雪而不是其下面的,也是一種衰減媒介。圖 2-6 示出了在一定 2-7 則示出了在三個波段下有雪覆蓋地面的
散射系數(shù)在不同入射角及頻段下的變化圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相位法激光測距原理的雪深傳感器研究與應用[J]. 王柏林,花衛(wèi)東,陽艷紅,劉云平. 氣象科技. 2013(04)
[2]雪粒徑對積雪雙向反射率的影響[J]. 王劍庚,馮學智,肖鵬峰,梁繼,李云,林金堂,李暉. 紅外與毫米波學報. 2013(03)
[3]基于HFSS技術喇叭天線的仿真設計[J]. 于洋,孫香. 微波學報. 2012(S1)
[4]高精度中頻數(shù)字鑒相器在FPGA上的實現(xiàn)[J]. 劉曉慶,劉波,馬新朋. 核技術. 2012(05)
[5]一種提高距離分辨率的FMCW SAR RD成像算法[J]. 王穎,曲長文,周強,王洋. 海軍航空工程學院學報. 2009(02)
[6]基于ISE開發(fā)系統(tǒng)的FPGA器件的設計與實現(xiàn)[J]. 劉達,龔建榮. 微電子技術. 2003(02)
[7]中國雪災時空變化及畜牧業(yè)脆弱性分析[J]. 郝璐,王靜愛,滿蘇爾,楊春燕. 自然災害學報. 2002(04)
[8]微帶天線小型化技術[J]. 薛睿峰,鐘順時. 電子技術. 2002(03)
[9]提高線性調頻連續(xù)波雷達測距精度的最大值估值算法[J]. 陳祝明,丁義元,向敬成. 系統(tǒng)工程與電子技術. 1999(06)
[10]連續(xù)波雷達及其信號處理技術[J]. 劉國歲,孫光民,顧紅,朱曉華. 現(xiàn)代雷達. 1995(06)
博士論文
[1]太赫茲雷達系統(tǒng)總體與信號處理方法研究[D]. 李晉.電子科技大學 2010
[2]低空無線電引信關鍵技術研究[D]. 陳曉露.國防科學技術大學 2007
[3]FMCW液位測量雷達系統(tǒng)設計及高精度測距原理研究[D]. 齊國清.大連海事大學 2001
碩士論文
[1]FMCW雷達測距系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 岳文豹.中北大學 2013
[2]積雪深度激光測量儀的研究設計[D]. 虞敏.南京信息工程大學 2012
[3]基于FPGA多功能汽車防撞雷達系統(tǒng)的研究[D]. 張惠敏.廣西工學院 2012
[4]機載氣象雷達地雜波抑制技術研究[D]. 徐思達.南京航空航天大學 2010
[5]復雜環(huán)境下的小目標信號檢測和跟蹤技術研究[D]. 高清.南京理工大學 2010
[6]線性調頻連續(xù)波雷達跟蹤控制器設計[D]. 潘利明.國防科學技術大學 2010
[7]外輻射源雷達雜波特性及抑制技術研究[D]. 王桁.南京理工大學 2007
[8]毫米波高精度測距雷達信號處理及實現(xiàn)[D]. 艾俊軼.電子科技大學 2006
[9]高增益及低副瓣平面陣列微帶天線研制[D]. 姚平.南京理工大學 2005
[10]對高分辨合成孔徑雷達干擾新方法研究[D]. 李江源.電子科技大學 2005
本文編號:2961871
【文章來源】:成都信息工程大學四川省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
雷達方程的幾何關系圖
由前幾節(jié)所述,雷達放置角度為 5°時述方案中,雷達后向反射較強。由于雷達能夠穿透很多物體表面,使得回致散射問題復雜化。根據(jù)文獻數(shù)據(jù)表明,低達信號穿透更深,回波往往包含底面回波;自于上層表面[23][24][25],中心頻率使用較高雷達使用本文探測方法進行測量時能夠提供低波段(例如 C 與 S 波段)的中心頻率則對北方每到冬季便是積雪覆蓋之時,并且氣溫,積雪往往全是由“冰”構成,里面水分較高頻段載波利于獲得積雪表面到雷達設備蓋時,大量散射來自于雪而不是其下面的,也是一種衰減媒介。圖 2-6 示出了在一定 2-7 則示出了在三個波段下有雪覆蓋地面的
散射系數(shù)在不同入射角及頻段下的變化圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相位法激光測距原理的雪深傳感器研究與應用[J]. 王柏林,花衛(wèi)東,陽艷紅,劉云平. 氣象科技. 2013(04)
[2]雪粒徑對積雪雙向反射率的影響[J]. 王劍庚,馮學智,肖鵬峰,梁繼,李云,林金堂,李暉. 紅外與毫米波學報. 2013(03)
[3]基于HFSS技術喇叭天線的仿真設計[J]. 于洋,孫香. 微波學報. 2012(S1)
[4]高精度中頻數(shù)字鑒相器在FPGA上的實現(xiàn)[J]. 劉曉慶,劉波,馬新朋. 核技術. 2012(05)
[5]一種提高距離分辨率的FMCW SAR RD成像算法[J]. 王穎,曲長文,周強,王洋. 海軍航空工程學院學報. 2009(02)
[6]基于ISE開發(fā)系統(tǒng)的FPGA器件的設計與實現(xiàn)[J]. 劉達,龔建榮. 微電子技術. 2003(02)
[7]中國雪災時空變化及畜牧業(yè)脆弱性分析[J]. 郝璐,王靜愛,滿蘇爾,楊春燕. 自然災害學報. 2002(04)
[8]微帶天線小型化技術[J]. 薛睿峰,鐘順時. 電子技術. 2002(03)
[9]提高線性調頻連續(xù)波雷達測距精度的最大值估值算法[J]. 陳祝明,丁義元,向敬成. 系統(tǒng)工程與電子技術. 1999(06)
[10]連續(xù)波雷達及其信號處理技術[J]. 劉國歲,孫光民,顧紅,朱曉華. 現(xiàn)代雷達. 1995(06)
博士論文
[1]太赫茲雷達系統(tǒng)總體與信號處理方法研究[D]. 李晉.電子科技大學 2010
[2]低空無線電引信關鍵技術研究[D]. 陳曉露.國防科學技術大學 2007
[3]FMCW液位測量雷達系統(tǒng)設計及高精度測距原理研究[D]. 齊國清.大連海事大學 2001
碩士論文
[1]FMCW雷達測距系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 岳文豹.中北大學 2013
[2]積雪深度激光測量儀的研究設計[D]. 虞敏.南京信息工程大學 2012
[3]基于FPGA多功能汽車防撞雷達系統(tǒng)的研究[D]. 張惠敏.廣西工學院 2012
[4]機載氣象雷達地雜波抑制技術研究[D]. 徐思達.南京航空航天大學 2010
[5]復雜環(huán)境下的小目標信號檢測和跟蹤技術研究[D]. 高清.南京理工大學 2010
[6]線性調頻連續(xù)波雷達跟蹤控制器設計[D]. 潘利明.國防科學技術大學 2010
[7]外輻射源雷達雜波特性及抑制技術研究[D]. 王桁.南京理工大學 2007
[8]毫米波高精度測距雷達信號處理及實現(xiàn)[D]. 艾俊軼.電子科技大學 2006
[9]高增益及低副瓣平面陣列微帶天線研制[D]. 姚平.南京理工大學 2005
[10]對高分辨合成孔徑雷達干擾新方法研究[D]. 李江源.電子科技大學 2005
本文編號:2961871
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