[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

说明书

本发明公开了一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法，使用多发多收雷达天线，能够区别雷达照射范围内不同位置的物体，从而排除河堤等干扰物，能够区分不同材质的物体，进而能够区分水面和其他物体，当有干扰物体进入测量范围中心，可以通过分析物体是不是水面，从而排除漂浮物、船只等物体的干扰，减小测量误差，测量更为准确。

技术领域

本发明属于水位测量技术领域，涉及一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法。

背景技术

雷达水位计是一种采用雷达技术实现水位测量的水文仪器，测量时不受温度梯度、水流流速的影响，具有完全非接触的特点，同时在精度上高于机械式或压力式水位计，在不方便建水位井及需要高精度数据的环境中有着很强的应用需求。

目前市面上的平面雷达波水位计和脉冲雷达水位计都是单个发射天线，单个接收天线，只能测量在雷达天线波束宽度范围内的平面，不能区分不同材质的物体，有其他物体进入雷达照射平面内，会影响测量结果，并且当安装高度较高时，雷达照射水面范围会很大，范围内更容易出现干扰物体。此外，当雷达水位计安装在岸边时，枯水期，岸边的水位下降，露出河床，此种情况不能区分陆地与水面，因此更容易出现测量误差。因此，现有基于平面雷达水位计的测量方法得到的测量结果其误差仍然较大，不能满足日益提高的精度要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于平面雷达水位计的水位测量排除干扰的方法，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；

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：

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。

进一步的，所述步骤2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×方向上的位置，同理得到物体Y万同的位置。

进一步的，所述步骤3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：