發(fā)布時(shí)間：2017-12-17 03:15

  本文關(guān)鍵詞：機(jī)載氣象雷達(dá)低信噪比下湍流檢測(cè)方法研究

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【摘要】：大氣湍流是民航客機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)過(guò)程中時(shí)常遇到的一種危險(xiǎn)氣象目標(biāo),它具有隨機(jī)性、間歇性、不規(guī)則性。機(jī)載氣象雷達(dá)對(duì)大氣湍流風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)時(shí),將信號(hào)回波的譜寬作為衡量湍流強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。然而對(duì)于回波信噪比低的大氣湍流,目前的機(jī)載氣象雷達(dá)無(wú)法進(jìn)行十分有效的探測(cè)預(yù)警。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文提出了兩種湍流譜寬估計(jì)方法,在低信噪比情況下能夠獲得較理想的估計(jì)結(jié)果,提高湍流的檢測(cè)概率。首先,研究了大氣湍流場(chǎng)的特性、介紹了幾種常用的大氣湍流風(fēng)場(chǎng)建模方法及其應(yīng)用背景,并選取Von Karman湍流模型進(jìn)行仿真。其次,對(duì)機(jī)載相控陣氣象雷達(dá)的回波接收數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了研究,推導(dǎo)出大氣湍流回波模型并對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行了仿真,同時(shí)對(duì)幾種常見(jiàn)的湍流風(fēng)場(chǎng)檢測(cè)方法進(jìn)行了介紹與分析。再次,論文提出了一種基于協(xié)方差矩陣擬合的大氣湍流譜寬估計(jì)方法。在湍流目標(biāo)回波的頻譜符合高斯譜特性的基礎(chǔ)上,構(gòu)造湍流目標(biāo)參數(shù)化協(xié)方差矩陣模型;然后利用回波信號(hào)的子空間正交特性將估計(jì)的回波協(xié)方差矩陣與湍流目標(biāo)協(xié)方差矩陣的參數(shù)化模型進(jìn)行擬合,通過(guò)求解代價(jià)函數(shù)來(lái)估計(jì)湍流譜寬。該方法在回波信噪比低時(shí)依然可以獲得精確的譜寬估計(jì)結(jié)果,而且使用的脈沖數(shù)越多,估計(jì)性能越好。最后,論文提出了一種基于壓縮感知的低復(fù)雜度大氣湍流譜寬估計(jì)方法,該方法基于大氣湍流回波的空時(shí)特征建立了風(fēng)場(chǎng)速度譜寬的過(guò)冗余空時(shí)字典;然后利用壓縮感知原理實(shí)現(xiàn)了回波信號(hào)的重構(gòu)。該方法在低信噪比下能夠獲得較精確的譜寬估計(jì),而且相較于上一章方法,在性能損失有限的情況下,降低了運(yùn)算復(fù)雜度。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN959.4

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1298540