[发明专利]基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法

权利要求书

1.一种基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)根据雷达接收数据，构造空时二维导向矢量，并获得空时导向矢量完备矩阵；

2)根据上述空时导向矢量完备矩阵对待检测距离单元的雷达接收数据进行迭代自适应处理，得到高分辨率空时二维功率谱；

3)利用邻近距离单元的空时二维谱功率确定地杂波功率水平，并设计中值滤波器，以检测风切变信号；

4)将上述经过中值滤波器滤波的信号利用频率质心法获得风切变场的中心风速估计值及分布情况。

2.根据权利要求1所述的基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的根据雷达接收数据，构造空时二维导向矢量，并获得空时导向矢量完备矩阵的方法是：首先，依据雷达接收数据设定角度域与多普勒频率域的扫描点数为雷达接收数据的慢时间-脉冲数的二倍，然后，依照角度域与多普勒频率域各个扫描点对应的角频率构造空时导向矢量，并用各个扫描点对应的导向矢量构造一个空时导向矢量完备矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的根据上述空时导向矢量完备矩阵对待检测距离单元的雷达接收数据进行迭代自适应处理，得到高分辨率空时二维功率谱的方法是：首先，使用待检距离单元的雷达接收数据与空时导向矢量以波束形成的方式初始化对应于空时导向矢量完备矩阵的功率对角矩阵的估计值，其次，通过空时导向矢量完备矩阵与功率对角矩阵来计算自适应协方差矩阵，然后，利用计算得到的协方差矩阵再重新估计功率对角矩阵，并反复进行迭代，最后，经过迭代多次得到一个收敛的自适应协方差矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的利用邻近距离单元的空时二维谱功率确定地杂波功率水平，并设计中值滤波器，以检测风切变信号的方法是：首先，选取待检测距离单元前后各3个邻近的距离单元作为保护单元，其次，选取待检测距离单元前后除保护单元外的各5个邻近的距离单元作为参考单元，并通过迭代自适应过程求得各自的功率对角矩阵，最后，使用各参考单元的功率对角矩阵的中值确定地杂波功率水平，并将地杂波功率水平作为滤波门限设计中值滤波器。

5.根据权利要求1所述的基于迭代自适应处理的低空风切变风速估计方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的将上述经过中值滤波器滤波的信号利用频率质心法获得风切变场的中心风速估计值及分布情况的方法是：首先，利用迭代自适应处理得到的自适应协方差矩阵估计待检测距离单元目标方向上的多普勒频谱，其次，利用频率质心法求出该距离单元内风切变场的中心风速估计值，最后，循环处理全部距离单元内所有多普勒通道的雷达接收数据，得到待检测区域内风切变场的中心风速分布情况。