【技術實現步驟摘要】
本申請涉及機載氣象雷達的領域，尤其是涉及一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法。
技術介紹
1、低空風切變對飛機起飛和著陸安全威脅極大，不僅使飛機航跡偏離，而且可能導致飛機失去穩定，如果駕駛員判斷失誤和處置不當，可能造成飛機發生損壞，低空風切變以微下沖氣流危害性最大，在水平方向垂直運動的氣流具有很大的速度梯度，會產生特別強的下沉氣流，被稱為微下沖氣流，并且與地面撞擊后轉向與地面平行而變成為水平風，風向以撞擊點為圓心四面發散，又形成了水平風切變，如圖1所示，飛機著陸時，如果下滑通道正好通過微下沖氣流，導致飛機突然的非正常下降，偏離原有的下滑軌跡，飛機高度過低可能造成危險，當飛機飛出微下沖氣流后，又進入了順風氣流，此時飛機與氣流的相對速度突然降低，由于飛機在著陸過程中在不斷減速，飛行速度必須大于最小速度才能不失速，突然減速很可能使飛機進入失速狀態，導致飛行姿態不可控，而在如此低的高度和速度下，飛行員操作空間和時間有限，可能造成飛行事故。
2、為降低風切變對航空業的影響，研制了機載多普勒氣象雷達，并制定了相應的標準，為機載氣象雷達設備的適航認證提供了技術依據，相關研究人員也開始研究提高風切變探測性能的相關算法，而雷達適航取證和風切變算法研究都需要大量的含有雜波的風切變數據。
3、根據前面論述可知，風切變是極度危險的大氣現象，進行風切變實錄飛行試驗獲取數據難度高、危險性高，可能會對飛機以及機組人員造成損傷；此外風切變也是發生概率較低的危險氣象，在實際試驗中要采集各種不同類型的風切變數據難度也是很大的。因此當具
技術實現思路
1、有鑒于此，本申請提供一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，解決了現有技術中的問題，從雷達系統噪聲和系統增益兩個角度，計算仿真數據的實時增益，從而很好的完成實錄數據和仿真風場數據的融合。
2、本申請提供的一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法采用如下的技術方案：
3、一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，包括如下步驟：
4、建立符合風切變氣象特性的仿真風場；
5、利用機載雷達采集不同類型的雜波；
6、從采集的實錄雜波數據中提取經度、緯度和高度信息和地速，以載機的飛行起始點為參考點，計算載機整個飛行軌跡相對仿真風場的坐標；
7、將載機的相對路徑、雷達技術參數與仿真風場輸入給回波仿真軟件，計算出仿真風場的仿真回波；
8、采用系統增益或者系統噪聲法計算雷達各方位線的增益；
9、對各方位線、各天線行進行仿真回波數據與真實雜波數據的疊加；
10、分別從融合前后的回波強度、風速分布、距離多普勒圖角度衡量融合效果；
11、如雜波與氣象位置不合適，調整風場位置；如雜波強度和風場強度未滿足要求，調整風場的最小反射率或者更換的風場。
12、可選的，采用系統增益計算雷達各方位線增益的方法包括：
13、根據雷達的系統增益gs、自動增益控制系數agc計算各方位線的增益g：
14、
15、可選的，采用系統噪聲法計算雷達各方位線增益的方法包括：
16、計算仿真回波的系統噪聲水平noise_l1，根據各天線行的雜波噪聲水平noise_l0計算各方位線的增益g：
17、g＝noise_l0/noise_l1。
18、可選的，對各方位線、各天線行進行仿真回波數據與真實雜波數據的疊加的方法包括：
19、取出每個方位線的仿真風場回波rain_iq(i,j)；
20、取出每個方位線的實錄雜波數據clu_iq(i,j)，計算每個方位線的融合數據，fusion_iq(i.j)＝rain_iq(i.j)*g+clu_iq(i,j)。
21、可選的，從回波強度角度衡量融合效果的方法包括：
22、比較雜波和仿真風場的回波強度，融合后數據地雜波部分強度大于仿真風場是融合目標之一，如果強度不滿足要求，更換其他風場或者調整回波仿真軟件最小反射率，以使融合效果達到要求。
23、可選的，從風速分布角度衡量融合效果的方法包括：
24、比較數據融合前后的風速分布情況，融合后雜波淹沒風場中的氣象，使融合數據的風速在-5至+5m/s為融合目標之一，如果風速不滿足要求，調整仿真風場位置確保地雜波淹沒氣象目標。
25、可選的，從距離多普勒圖角度衡量融合效果的方法包括：
26、觀察融合數據在補償飛機速度后的距離多普勒圖，確保雜波分布在零頻兩側，判斷氣象仿真回波是否對稱分布在零頻兩側，如果不滿足要求，檢查飛行參數中的地速、經緯度信息是否正確以及檢查轉換后相對路徑的正確性；判斷雜波在空間位置上是否淹沒氣象仿真回波，如果不滿足要求，調整仿真風場位置確保地雜波淹沒氣象目標。
27、綜上所述，本申請包括以下有益技術效果：
28、本申請結合雷達技術參數和實際飛行參數，從雷達系統噪聲和系統增益兩個角度，計算仿真數據的實時增益，從而完成實錄數據和仿真風場數據的融合，經過驗證，本申請的方法能夠很好的完成實錄雜波數據和仿真風場數據的融合。
29、本申請可以支持在各種雜波場景下研究不同類型的風切變，大大豐富了含真實雜波的風切變數據來源，解決了風切變數據獲取的危險性與稀缺性問題，可應用于風切變雜波抑制算法優化以及機載氣象雷達風切變功能驗證，為風切變氣象雷達的適航取證提供新思路，具有良好的市場推廣前景。
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1.一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，采用系統增益計算雷達各方位線增益的方法包括：
3.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，采用系統噪聲法計算雷達各方位線增益的方法包括：
4.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，對各方位線、各天線行進行仿真回波數據與真實雜波數據的疊加的方法包括：
5.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，從回波強度角度衡量融合效果的方法包括：
6.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，從風速分布角度衡量融合效果的方法包括：
7.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，從距離多普勒圖角度衡量融合效果的方法包括：
【技術特征摘要】
1.一種真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，采用系統增益計算雷達各方位線增益的方法包括：
3.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，采用系統噪聲法計算雷達各方位線增益的方法包括：
4.根據權利要求1所述的真實雜波與風切變仿真回波數據的融合方法，其特征在于，對各方位線、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程坤，徐強，高霞，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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