[发明专利]一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法

权利要求书

1.一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采用雷达水位计对水面进行扫射，所述雷达水位计安装在水面上方；

步骤2，针对扫射范围内的物体，计算X方向和Y方向干扰物体和中心的位置；包括如下过程：

对于任意一个物体，8个方位角天线处的信号为：

上述信号经过傅里叶变换将产生一个峰值W_x，如果k_MAX代表序列傅里叶变换峰值的索引，则

计算范围为：

其中，c是光速，k_r是范围索引，F_SAMP是采样频率，S是线性调频斜率，N_FFT是傅里叶变换数组长度；

基于对上述计算R和W_x，则可得物体X方向上到中点的距离，同理得到物体Y方向到中点的距离

步骤3，结合反射率的差异、水面的波动、以及波动的周期性来区分干扰物体是否为水面，包括如下过程：

基于物体的原始测量信号的1DFFT频谱的索引值k，设索引k对应傅里叶变换幅值为V_a，1DFFT频谱为X[n]，对应的X[k]的复数表示为a+bi，则

V_a＝a²+b²

一个测量周期内进行32次测量，测量值分别为：

V_a1，V_a2，V_a3，...，V_a32

找到上述测量值中的最大值V_amax：

V_amax＝MAX(V_a1，V_a2，V_a3，...，V_a32)

V_ax的相位通过带通滤波器以捕获相位变化，并计算此相位变化在一个周期内的功率总和，将其定义为W，设V_ax的相位为P，则有：

P＝tan(a，b)

P_x＝P-P_r

式中P_r为上一个测量的相位，P_x为相位差；

相位变化值通过带通滤波器得到滤波值为O_FP，

式中a₀，a₁，a₂，b₀，b₁，b₂为二阶滤波器的系数，其决定滤波器的频率响应以及增益；

根据O_FP得出W，

式中为一个周期内第i个滤波值O_FP；

对一个周期内的32个滤波值O_FP进行傅里叶变换，变换得到的峰值为O_CM；

将上述的V_amax、W、O_CM三个值通过加权的方式求和得到区分水面还是其他物体的指标Q，则Q为：

Q＝a₁×V_amax+a₂×W+a₃×O_CM

式中a₁，a₂，a₃为加权系数；

判断当Q的变动超过阈值范围时则认为被测量物是水面；

步骤4，当确定干扰物体是水面后，根据雷达水位计测量的空高得到水位值。

2.根据权利要求1所述的基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法，其特征在于：所述步骤4中，当确定被测量物体是水面之后，用频谱插值法和选带傅里叶变换对相对应的1DFFT频谱进一步细化，得到精确的空高和水位值。