哈尔滨工业大学(威海);威海天航信息技术有限公司冯翔获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(威海);威海天航信息技术有限公司申请的专利一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120176631B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510652326.0,技术领域涉及:G01C13/00;该发明授权一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法及装置是由冯翔;许锐;赵占锋;王旭东;朱明智;周志权设计研发完成,并于2025-05-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法及装置在说明书摘要公布了:本申请提供了一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法及装置,解决了现有利用无人机测流时,因复杂水面流场引起的雷达信号失真,导致流速测量精度低、抗干扰性差技术问题。其包括获取雷达的反射信号,利用多尺度拓扑小波分解技术对反射信号进行预处理、去噪、重构和时空对齐得到水体表面的流速和水位高度,对水体表面的流速进行流速矢量合成得到水面流速;进行预测和时间平均处理得到时间平均流速;将水面流速修正后转换为垂向平均流速,进行空间网格划分和局部流速计算得到空间网格的局部流速;将时间平均流速与空间网格的局部流速进行加权得到最终流速,进行流量积分得到断面流量。本申请可广泛应用于水文监测技术领域。
本发明授权一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于双多普勒雷达的无人机水面流速测量方法,其特征在于,包括: 获取雷达的反射信号,利用多尺度拓扑小波分解技术对所述反射信号进行预处理,得到修正后的细节系数和多尺度拓扑特征; 将所述多尺度拓扑特征与所述修正后的细节系数进行去噪、重构得到重构信号,进行时空对齐得到水体表面的流速和水位高度,对所述水体表面的流速进行流速矢量合成得到水面流速; 对所述水面流速和所述水位高度进行预测和时间平均处理得到时间平均流速; 将所述水面流速修正后转换为垂向平均流速,进行空间网格划分和局部流速计算得到空间网格的局部流速; 将所述时间平均流速与所述空间网格的局部流速进行加权得到最终流速,进行流量积分得到断面流量; 所述预处理的过程包括:根据所述反射信号的层数进行分解得到细节系数,进行拓扑特征提取得到多尺度拓扑特征,进行去噪后融合得到修正后的细节系数; 所述时空对齐的公式如下: ; 式中,为双多普勒雷达和水位雷达的重构信号,分别对应的重构后前向水面反射信号、后向水面反射信号和水位信号的固定延迟,为前向多普勒雷达对应水体表面的流速,为后向多普勒雷达对应水体表面的流速,为水位雷达垂向的水位高度,为前向多普勒雷达去除延迟的重构信号,为后向多普勒雷达去除延迟的重构信号,为水位雷达去除延迟和姿态补偿后的重构信号; 利用引入重力加速度和水面比降的卡尔曼状态方程,对所述水面流速和所述水位高度进行预测,公式如下: ; 式中,为下一时刻(k+1)的水面流速,为下一时刻(k+1)的水位高度,为时间步长,g为重力加速度,S为水面比降参数,为当前时刻k的水面流速,为当前时刻k的水位高度,为过程噪声。
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