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龙图腾网获悉河海大学申请的专利基于频谱稀疏重构的气象信号谱矩估计方法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：CN116068558B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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：202111285471.8，技术领域涉及：G01S13/95；该发明授权基于频谱稀疏重构的气象信号谱矩估计方法是由沈明威;张圣威;蒋意扬设计研发完成，并于2021-11-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于频谱稀疏重构的气象信号谱矩估计方法在说明书摘要公布了：本发明公布了一种基于频谱稀疏重构SparseSignalReconstruction的气象信号谱矩估计方法。该发明首先采用稀疏重构技术获得各距离单元的多普勒稀疏谱；为进一步抑制噪声干扰，对多普勒稀疏谱进行阈值检测处理，降低噪声对后续谱矩估计的影响；最后通过稀疏域谱估计算法完成对气象信号多普勒速度和谱宽的估计。气象雷达实测数据验证了本发明的有效性，其估计精度比工程常用的脉冲对法算法估计的径向速度和谱宽分别提高9.85％和16.96％。本方法通过采用稀疏技术提高了气象信号在多普勒域的分辨率，适用于低信噪比场景下。

本发明授权基于频谱稀疏重构的气象信号谱矩估计方法在权利要求书中公布了：1.基于频谱稀疏重构的气象信号谱矩估计方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤一：基于稀疏反演的气象信号多普勒频谱 气象雷达实际接受到的是M×N的信号矩阵，其中M代表距离单元的个数，N代表脉冲数，在工程实际中N通常为64，即每个距离单元的气象回波数据一次相干积累的脉冲数为64；假定气象雷达第m个距离单元接收信号为ym，ym是N×1的列向量；通过稀疏反演技术求解ym中的气象信号，即用冗余字典X与复频域系数α的乘积来近似地表示接收信号为ym，可以表示为： ym＝Xα+n1 上式中x为多普勒矢量构建的冗余字典，是N×8N的矩阵，α为复幅度估计值，是8N×1的列向量，n代表噪声矢量，是N×1的列向量； 在存在噪声的情况下，通过求解以下优化问题，可近似得到复幅度稀疏解 复幅度估计值代表稀疏重构后各个频点分别对应的幅度值，可采用基追踪降噪basispursuitdenoising，BPDN方法求解复幅度估计值；而λ用于平衡这两者之间的相对重要性，通常可取 步骤二：稀疏多普勒谱预处理 求解出的复幅度估计值中只存在零值和非零值两种状态，非零值的位置对应气象回波信号和噪声信号；因为噪声的存在，会在气象回波目标之外的频率点上出现幅值，会导致估计值的不准确；根据图像处理相关理论，将得到的第i个频点的复幅度估计值进行阈值检测处理： 为复幅度绝对值最大值的为检测阈值，其中|·|为绝对值运算符；得到处理后的第i个频点的复幅度估计值复幅度估计值通过阈值检测处理，减小了噪声对复幅度估计值的影响，并相应降低减小了对谱矩估计的误差的影响； 步骤三：基于稀疏域的谱矩估计算法 最后在稀疏域采用谱估计算法，实现气象信号的谱矩估计： i.径向速度的多普勒频率估计 式中的为估计的多普勒径向速度，fi为第i个频率点的频率值，是8N等分点；为第i个频率点fi复幅度估计值； ii.谱宽的估计； 式中的为估计的多普勒谱宽。

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