一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术

多普勒方位模糊解算
多普勒方位模糊解算是一种处理多普勒效应的方法，主要应用于雷达、声纳、通信等领域。

由于多普勒效应，信号的频率会随着发射源和接收器之间的相对速度而变化，这可能导致信号的模糊或失真。

因此，需要进行多普勒方位模糊解算来还原或纠正这些影响。

具体来说，多普勒方位模糊解算主要涉及到以下几个步骤：
数据采集：首先需要采集到包含多普勒效应的信号数据。

这可以通过各种传感器实现，例如雷达、声纳、GPS等。

信号处理：对采集到的信号进行处理，提取其中的多普勒信息。

这一步通常涉及到频域分析、滤波、谱估计等技术。

模糊解算：根据多普勒信息，通过数学模型和算法对信号的模糊或失真进行纠正。

这可能包括频偏校正、速度估计、目标跟踪等。

决策或评估：基于纠正后的信号数据，进行进一步的决策或评估。

例如，在雷达系统中，可以识别和跟踪目标；在通信系统中，可以提高信号的传输质量和可靠性。

总的来说，多普勒方位模糊解算是一种处理多普勒效应的方法，通过对信号数据的采集、处理、纠正和决策，能够有效地解决多普勒效应带来的问题，提高信号处理的精度和可靠性。

在雷达、声纳、通信等领域中，具有重要的应用价值。

以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关文献或咨询相关学者。

一种脉冲多普勒雷达解距离模糊的新算法
王佳苗;杨菊;吴顺君
【期刊名称】《雷达与对抗》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】脉冲多普勒雷达在信号检测时存在距离模糊和速度模糊的问题,为了解决模糊问题,在体制上雷达一般采用多重脉冲重复频率(PRF)的工作方式.对于这种体制的雷达,人们已经给出了多种解模糊算法.本文主要阐述了一种解距离模糊的新方法及其实现步骤,并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】王佳苗;杨菊;吴顺君
【作者单位】西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
【相关文献】
1.一种PD雷达解距离模糊的新算法 [J], 蒋凯;李明
2.一种新的随机PRI脉冲多普勒雷达无模糊MTD算法 [J], 刘振;魏玺章;黎湘
3.基于快速余差查表法的脉冲多普勒雷达解距离模糊算法 [J], 洪兴勇
4.一种解距离模糊的新算法 [J], 戴文琪;赵问道
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多普勒天气雷达的数据模糊与退模糊方法摘要：现如今，多普勒天气雷达在民航气象行业中的应用是越来越广泛。

特别是在夏季梅雨和雷雨多发的季节，天气雷达的探测给预报员们提供了准确及时的气象信息，大大提高了预报的准确率。

早期的雷达只具备探测目标强度的能力。

随着科技的发展，新一代的多普勒天气雷达具备了探测气象目标移动速度和方向的能力，这无疑让预报员在判断气象目标发生发展趋势的时候有了更好的依据。

但是多普勒天气雷达在探测目标的时候，会发生距离模糊和速度模糊的现象，本文主要讨论距离模糊和速度模糊产生的原因及解决办法。

关键词：天气雷达；多普勒测速；距离模糊；速度模糊1 引言在如今科技和经济飞速发展的时代下，“安全第一”始终是民航空管系统的第一宗旨，飞行安全也是民航事业的灵魂和纽带。

而在保障飞行安全的过程中，气象在其中起到的重要作用已经受到人们的广泛重视。

早期的天气雷达只具备探测目标回波强度的能力，没有多普勒测速的功能，因此，其应用范围受到一定的限制。

而随着多普勒效应被人们所熟知和应用，新一代的多普勒天气雷达诞生了，它除了能探测目标的强度之外，还具备了探测目标的移动速度和方向的能力，从而为雷达的用户提供了更加全面的信息。

特别是在梅雨和雷雨季节，雷达通过接收大气中的气象目标对电磁波的后向散射回波来获取它们的信息，测定其空间位置和强弱分布，并进一步让预报员了解强对流天气系统的生消过程和变化趋势，为保障航班的准时起降起到了重要的作用。

多普勒天气雷达在对大气风场环境和强对流天气系统的探测方面也发挥着巨大的作用，民航气象从业人员能够通过对速度图像的分析，判断大气中气流的运动趋势，在例如微下击暴流和低空风切变等这些恶劣天气产生影响之前给出一定的预判信息，保证民航飞行有效的避免这些安全隐患。

2 多普勒天气雷达的工作原理2.1 雷达探测的基本原理雷达发射机产生的是高频电磁波能量，这些能量由天线集中之后向大气空间中定向辐射出去。

雷达探测的基本原理是：雷达以一定的工作参数发射电磁波，当电磁波在大气中遇到气象目标后，便会产生后向散射的回波，计算电磁波从发出到被接收到的时间，便可测得气象目标的距离。

一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术X 刘淑媛1),2) 王洪庆2) 陶祖钰2) 刘海霞1) 1)(空军气象中心,北京100843) 2))(北京大学物理学院大气科学系,北京100871)摘 要多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段。

纠正速度模糊是多普勒雷达探测风场信息有效应用的前提。

速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点集进行识别,如果无法识别或识别错误,将造成纠正过程的失败或需要人工识别。

文章提出了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法。

它只需首先将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场;然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断和调整。

给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明,这种方法对二次折叠也同样有效。

关键词:多普勒天气雷达 速度模糊 台风引 言多普勒天气雷达可以获得降水强度和相应范围内风场径向分量的信息,且时空分辨率远高于常规探空资料,被广泛应用于灾害性天气预警,是短时天气预报的重要手段之一,于中尺度气象研究也有很高应用价值。

美国已经在上个世纪末建立了多普勒天气雷达网,我国也将在近年内建立多普勒天气雷达网。

多普勒雷达的最大探测距离R max =c 2X (c:光速,X :脉冲重复频率)和最大测速范围V max =?X K 4(K :波长)之间存在反比关系。

在最大探测距离内,当粒子沿雷达波束方向的径向速度超过最大测速范围时,测得的径向速度将出现速度模糊(如图1中I 、II 、III 三段),它和真实径向速度相差2nV max (其中n =?1,?2,,)。

由于速度模糊扭曲了真实的风场信息,因此必须首先对速度模糊进行纠正之后,才能正确地应用多普勒雷达对速度的测量结果。

虽然硬件的改进和采用双重复频率方式可以加大最大测速范围,但在强烈的天气系统(如台风和对流性强风暴)中的风速非常大,速度模糊的出现仍难以避免。

在多普勒雷达速度图像上速度模糊的特征非常显著,但由于雷达探测到的速度在空间上往往是不完整的,而且其中还存在大量的噪音(如图1中廓线上大量的不规则起伏),造成了第14卷5期 2003年10月 应用气象学报JOU RNA L OF APPL IED M ET EOR OLO GICA L SCIENCE V ol.14,No.5October 2003X 受973项目G1998040907号,国家自然科学基金重点项目40233036号和高等院校重点实验室访问学者基金资助。

雷达信号检测中解模糊的改进算法韩红波【摘要】模糊问题是脉冲多普勒雷达在信号检测时存在的固有问题,为了解决模糊问题,雷达一般采用多重脉冲重复频率（PRF）的工作方式。

对于这种体制的雷达,目前常用的解模糊算法有孙子定理方法、一维集算法和查表法。

主要阐述了一种基于一维集算法的改进算法及其实现步骤,并给出了利用该算法解距离模糊的仿真结果。

%The ambiguity problem is the inherent matter in signal detection of pulse Doppler radars.For resolving the ambiguity problem,a multiple pulse repetition frequency（PRF） mode is usually used in the radar,and several methods have been proposed including the China Remainder Theory,the cluster algorithm and the lookup table method.This paper describes an improved method based on the cluster algorithm and its implementation steps,then the simulation results are given.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2011(034)006【总页数】4页(P68-70,78)【关键词】距离模糊;一维集算法;多重脉冲重复频率【作者】韩红波【作者单位】海能达通信股份有限公司,深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN957.510 引言脉冲多普勒雷达发射的脉冲频率有一定的范围，它的测量数据会有一定的限制，所以总会存在着模糊问题。

脉冲多普勒雷达解模糊方法研究随着科技的进步，雷达技术在军事、民用等领域中得到广泛应用。

而脉冲多普勒雷达是一种常见的雷达形式，其优点在于可以对运动目标进行测量。

但是在实际应用中，多普勒雷达往往存在解模糊问题，使得测量结果出现误差。

因此，针对脉冲多普勒雷达解模糊问题的研究变得十分重要。

一、多普勒频移的介绍在多普勒雷达中，我们需要测量运动目标的速度，而多普勒频移是一个重要的参数。

多普勒频移是指由于运动目标距离改变而引起的雷达返回信号频率的变化。

二、解模糊方法的分类解模糊一般有两种方式: 频率搜寻法和相位编码法。

频率搜寻法包括单脉冲解模糊法、多次编码解模糊法和码序列解模糊法等。

这些方法具有实现简单的优点，但是需要增加信号带宽和增加信噪比才能保证有效性。

相位编码法则是利用一个或多个附加载波在单个脉冲内进行调制，识别目标速度。

三、压缩性脉冲（Chirp）技术压缩性脉冲（Chirp）技术是一种解决多普勒雷达解模糊问题的有效方法。

压缩性脉冲是一种呈线性调频（LFM）形式的脉冲，频率随时间变化呈直线，其脉冲宽度较窄，在瞬间能够收集大量的信息。

因此，通过压缩性脉冲技术，可以提高多普勒雷达的带宽，在一定程度上解决解模糊问题。

四、基于数字信号处理的解模糊方法数字信号处理技术可以对雷达返回信号进行优化，提高信号的质量和准确度。

基于数字信号处理的解模糊方法是利用数字信号处理技术来提高雷达的解模糊能力。

这种方法不仅可以避免模拟电路产生的干扰问题，而且可以快速地进行数据处理，提高雷达系统的工作效率。

综上所述，脉冲多普勒雷达的解模糊问题是雷达技术中需要解决的一个重要问题。

在实际应用中，我们可以采取压缩性脉冲技术、基于数字信号处理方案以及其他方法，提高多普勒雷达的解模糊能力，有效地提高雷达的精度和准确度。

随着技术的进步，解决雷达解模糊问题的方法将会进一步地发展和完善。

- 15 -高 新 技 术０　前言距离模糊和速度模糊往往在PD 体制中难以避免，雷达的检测结果很容易因此出现多值性问题，解模糊便是针对这类问题用以实现真实目标检测的手段，而为了实现这一手段有效性的进一步提升，正是本文就PD 雷达中优化距离模糊和速度模糊开展具体研究的原因所在。

１　传统的解模糊方法１．１　距离解模糊采用中高PRF 信号属于PD 雷达的常态，这是由于这类信号能够使雷达在频域获得高的无杂波区，其检测性能便能够由此实现长足提升，但由于距离模糊的出现，真实目标的距离往往难以确定，因此采用参差变频的方法配合孙子定理中的查表法，即可实现距离解模糊。

在应用孙子定理查表法的距离解模糊中，这一解模糊方法具备不依赖CFAR 后过门限的点迹个数，由此应用的N/M 准则便能够求得距离模糊表，而结合该表开展的解距离模糊成功后，便可以开展解速度模糊。

值得注意的是，考虑到回波的信噪比低、距离较远、三重遮挡等因素的存在，应用二次门限的方法提升距离解模糊精度的方法也在业界较为常见，这一方法主要用3/5准则解距离模糊，随后用2/5准则解模糊，由此即可实现在满足系统虚警指标的前提下提高解距离模糊的精度。

１．２　速度解模糊速度解模糊的原理与距离解模糊相似，因此传统的速度解模糊方法必须开展MTD 处理，通过计算各个重复周期的模糊度则可以得出目标的多普勒频率，这一频率在具体的速度解模糊中能够发挥重要作用。

在速度解模糊的孙子定理查表法应用中，这一应用能够计算间隔频率在各个重频的模糊频道，该计算需要将某个重频的滤波器宽度作为间隔，由此实现的模糊频道值建表并结合N/M 准则，即可完成PD 雷达的速度解模糊，而当目标在各个重频的模糊频道与表中的频道值有N 次相同时便可以确定解模糊成功。

值得注意的是，MTD 处理后需要选择过门限频道中幅度最大的频道，这样速度解模糊的精度才能够得到更好的保障。

２　解模糊方法的改进建议虽然孙子定理查表法能够初步满足PD 雷达的解模糊需求，但建表时频道取整、CPI 输出频道与真实频道差距等来的误差，却使得这一解模糊方法并不能完全满足我国当下PD 雷达的应用需要，因此本文基于目标径向速度不随雷达工作频率变化而变化的特性提出了一种新的解模糊方法，这一方法已经在频率捷变雷达中得到了较好的实践验证。

一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法本文介绍了一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法。

根据飞行数据样本计算出补偿因子，将补偿因子折算到雷达天线波束指向角中，通过修正天线波束指向角完成对雷达前向测速误差的修正。

标签：多普勒雷达，前向测速误差，天线波束指向角;1 引言多普勒测速雷达主要测量飞机或导弹等载体坐标系下的三轴向速度，供惯导系统实现惯性/多普勒组合导航功能。

现有多普勒雷达多用于飞机上，对雷达测速精度要求不是很高，随着技术的发展和改进，多普勒雷达开始应用于弹用领域，对其体积、重量、特别是精度的要求更高，其精度指标要高于飞机上一倍左右。

弹用多普勒雷达的测速误差，包括内部和外部两种因素。

内部因素主要有发射机的频率稳定度、频率跟踪器的跟踪精度、有限波束宽度引起的误差、天线轴线精度。

内部因素是在雷达设计制造过程中产生的误差，在雷达设计时可对这些误差进行估计和控制。

频率跟踪器的跟踪精度除了设计中元器件产生的误差还有在调试中人为的因素，因此在调试中需要控制每部产品频率跟踪器的跟踪误差，保证将每部产品频率跟踪器的跟踪误差降到最小，这样可以确保每部产品的一致性。

外部因素主要有天线波束指向角测量误差、不同地貌散射引起的误差，外部因素在设计时无法对其进行准确估计。

弹用多普勒雷达安装在载体底部，采用“X”形配置四波束分时收发方式，每个波束有两个波束指向角α和λ，天线测试时需要分别测量这两个波束指向角，根据多普勒雷达速度公式，天线波束指向角参与雷达速度计算，因此天线波束指向角的测量精度直接影响着雷达的测速精度。

雷达天线的测量采用平面近场测量技术，天线波束指向角的测量误差有场地校准误差，扫描架Z向位置误差，电缆相位误差，方向图峰值位置，探头安装准直，多次反射，扫描架热变形，其中场地校准误差可以计算出来，其余误差随机性较大，无法准确修正。

雷达的电磁波照射在各种不同地貌之间，照射的地表散射系数存在很大的变化。

地貌偏差引起的速度误差量级公式如下：通过公式〈1〉可以看出，速度误差量级公式与波束宽度、反射系数及载体速度有关，波束宽度在雷达设计时已固定，因此不同的地貌反射系数与载体速度会产生速度误差，弹用多普勒雷达在飞行中侧向速度很小，引起的误差可以忽略不计，但前向速度很大，其速度约是飞机上的数倍，因此较小的地貌偏差都會引起量级的误差，如果不进行修正则会引起弹用多普勒雷达的前向测速误差增大。

一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术
刘淑媛;王洪庆;陶祖钰;刘海霞
【期刊名称】《应用气象学报》
【年(卷),期】2004(15)1
【摘要】多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段.纠正速度模糊是多普勒雷达探测风场信息有效应用的前提.速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点集进行识别,如果无法识别或识别错误,将造成纠正过程的失败或需要人工识别.文章提出了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法.它只需首先将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场;然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断和调整.给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明,这种方法对二次折叠也同样有效.
【总页数】8页(P111-118)
【作者】刘淑媛;王洪庆;陶祖钰;刘海霞
【作者单位】空军气象中心,北京,100843;北京大学物理学院大气科学系,北
京,100871;北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;空军气象中心,北京,100843
【正文语种】中文
【中图分类】P412
【相关文献】
1.脉冲多普勒雷达速度模糊的求解 [J], 何劲
2.二维多途径多普勒雷达退速度模糊算法的改进及效果分析 [J], 杨明;王改利;刘黎平;仰关霖;陈正旭
3.毫米波多普勒雷达RHI退速度模糊研究 [J], 宋立雪;魏鸣;宋继堂
4.脉冲多普勒天气雷达数据质量控制之解速度模糊处理 [J], 梁华
5.一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法 [J], 孟飞;谢良贵;李饶辉
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一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法
孟飞;谢良贵;李饶辉
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2009(031)004
【摘要】速度模糊是脉冲多普勒雷达中的一个重要问题.在没有别的信息源情况下,需要用雷达测得的距离信息来解速度模糊,因为距离回路输出与速度回路输出代表同一个目标的距离和径向速度,它们之间存在确定关系.推导最小二乘法解速度模糊的方法,提出一种新的不变量嵌入法解速度模糊的方法.通过理论分析和仿真证明不变量嵌入法可以有效地解速度模糊,并且实质上就是最小二乘法,其在提高距离精度上等效于测距、测速回路构成的复合控制系统.
【总页数】5页(P791-794,808)
【作者】孟飞;谢良贵;李饶辉
【作者单位】中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854;中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854;中国航天科工集团公司二院23所,北京,100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.2
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1.解运动目标径向速度模糊的一种新方法 [J], 杨垒;王彤;保铮
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专利名称：多普勒雷达海面测速误差修正方法专利类型：发明专利
发明人：李俊锋,何开巍,陈晓东,岂常春,樊稳茹申请号：CN201811223362.1
申请日：20181019
公开号：CN109100699A
公开日：
20181228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多普勒雷达海面测速误差修正方法，主要解决现有多普勒雷达海上测速误差较大的问题，其实现方案是：在载机处于水面上空时，将飞行载体开关置于“海洋”模式，多普勒雷达波束跟踪正常时；根据前向速度修正系数和横向速度修正系数，对回波频谱畸变引起测速误差的修正；根据洋流数据和海洋表面风数据分别获取洋流和海洋表面风引起的相对于地理坐标系下测速误差修正量；将地理坐标系下的速度修正量转换为机体坐标系下的速度修正量，进行速度修正。

本发明简化了飞行人员的操作复杂度，大幅度消减多普勒雷达海洋上测速带来的误差，提高了测速精度，可用于多普勒雷达海上测速。

申请人：陕西长岭电子科技有限责任公司
地址：721006 陕西省宝鸡市渭滨区清姜路75号
国籍：CN
代理机构：陕西电子工业专利中心
代理人：王品华
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