[发明专利]一种利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法

权利要求书

1.一种利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对一条原始雷达检测记录剖面，即雷达检测记录剖面一次信号进行干扰信号压制后得到雷达检测记录剖面二次信号；

2)根据道砟介电常数及道砟层的厚度确定道砟底界面雷达反射波旅行时间t，根据旅行时间t确定时间窗口T的长度；

3)对一条雷达检测记录剖面二次信号沿铁路线走向上按间距S依次分段形成等间距的M个距离窗口，读取每个距离窗口内的雷达记录信号道数N，并分别计算每个距离窗口内雷达记录信号的平均值，得到M个平均值；

4)分别将M个平均值在时间窗口T内进行傅里叶变换，获得M个频率响应；

5)根据雷达天线的主频，对M个频率响应进行主频覆盖段内积分运算或者分别求得M个频率响应的最大值，得到M个积分值或最大值，将其作为M个距离窗口内与道砟脏污率相关的参数值P；

6)通过既有线选点挖验或物理模拟测试方式标定参数值P与道砟脏污率B之间的换算关系；

7)利用参数值P与道砟脏污率B之间的换算关系将5)中M个参数值P转换为M个道砟脏污率值，从而获取雷达检测记录剖面上的道砟脏污率按距离窗口的分布情况。

2.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤2)中，道砟底界面雷达反射波旅行时间t按照公式计算，其中H为道砟层厚度，ε为道砟层平均相对介电常数，c为真空中的电磁波波速。

3.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，以1～3倍的旅行时间t作为时间窗口T的长度。

4.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，如果雷达天线与道砟表面距离大于25cm，则采用1.5倍以上的旅行时间t作为时间窗口T的长度。

5.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤4)中，频率响应为功率谱，即分别计算M个平均值在时间窗口T内的功率谱，得到M个功率谱。

6.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤4)中，频率响应为相对功率谱；首先分别计算M个平均值在时间窗口T内的功率谱，得到M个功率谱；然后对M个功率谱进行平均，获得平均功率谱U；最后将M个功率谱分别除以或减去平均功率谱U获得M个距离窗口内的相对功率谱。

7.根据权利要求1所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤4)中，频率响应为振幅谱，或其它体现组成信号频率成分特征的物理量，该物理量通过概率统计算法获取。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤1)中，对雷达检测记录剖面一次信号进行雷达天线直耦波和天线-铁轨耦合响应信号压制得到雷达检测记录剖面二次信号。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的利用车载雷达信号提取道砟脏污率的计算方法，其特征在于，所述步骤1)中，对雷达检测记录剖面一次信号进行雷达天线直耦波和天线-铁轨耦合响应信号压制、并剔除或压制枕木干扰信号后得到雷达检测记录剖面二次信号。