本发明涉及主动微波大气探测领域，尤其涉及一种星载平台的太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法。
背景技术：
1、云是地气系统(水循环、调节地球能量辐射收支)的重要组成部分，是影响天气、气候变化的重要因素，是当前天气预报和气候变化的最大不确定性来源。联合国政府间气候变化专门委员会(ipcc)第五次报告指出，在总辐射强迫的组成要素中，云辐射强迫的不确定性最大，是气候变化的最大不确定性来源。当前的星载测云雷达在探测灵敏度方面有提升空间，在高精度速度测量方面有较大的应用需求。
2、卫星平台高速运动耦合高频多普勒信号至回波以及气象目标上下对流造成目标速度跨度范围大、多普勒谱宽较宽，往往会造成太赫兹频段气象雷达回波出现速度模糊和谱宽折叠等现象，现有的星载测云雷达技术难以适应太赫兹频段。
3、这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，实现了高精度速度估计，消除了极化隔离度低造成的鬼影问题，解决了星载太赫兹测云雷达高速度模糊的问题。
2、为了达到上述目的，本发明提供一种太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，包含：
3、频分极化回波相参处理；
4、频分极化回波相位提取及速度估计；
5、基于地海面回波的平均多普勒速度偏差修正；
6、雷达反射率因子偏导及目标速度空间连续性联合速度修正。
7、所述频分极化回波相参处理包含：
8、通过两个接收通道获得频率为f1的水平极化和频率为f2的垂直极化散射回波信号：
9、vv(f2,r,t)＝vvv(f2,r,t)+vvh(f1,r+δr,t) (1)
10、vh(f1,r,t)＝vhh(f1,r,t)+vhv(f2,r-δr,t) (2)
11、式中，vv(f2,r,t)为t时刻频率f2垂直极化通道接收距离r处的回波信号，vvv(f2,r,t)为t时刻频率f2垂直极化发射、频率f2垂直极化接收距离r处的回波分量，vvh(f1,r+δr,t)为t时刻频率f1垂直极化发射、频率f2垂直极化接收距离r±δr处的回波分量，r为目标到雷达的距离，δr为距离目标的距离；
12、回波简化为：
13、vv(f2,r,t)＝vvv(f2,r,t) (3)
14、vh(f1,r,t)＝vhh(f1,r,t) (4)
15、经过多级混频后，频率-极化分集脉冲对交叉相关函数rvh表示为：
16、
17、
18、式中，m表示连续采样m个频率分集极化脉冲对个数，“*”表示取共轭，i表示频率分集极化脉冲对个数序号，thv为极化脉冲对时间间隔对应的距离，rvh(0)为时间间隔为零的交叉相关函数，“||”为取模，vr为r处目标的运动速度，f1为对应的波长，+φ为h通道到v通道固定相位差，-φ为v通道到h通道固定相位差，σf为目标多普勒速度谱宽。
19、所述频分极化回波相位提取及速度估计包含：
20、通过相邻两组脉冲对求出对应的多普勒速度为：
21、
22、式中，为估计速度，“arg”表示求相位函数。
23、所述基于地海面回波的平均多普勒速度偏差修正包含：
24、卫星平台向前运动的速度为vsat，雷达波束俯仰向与星下点夹角为θ，方位向与星下点夹角为卫星平台运动速度矢量分解为平行与波束照射方向分量v//以及垂直波束照射方向分量v⊥，则影响雷达对目标速度估计的量为平行分量v//，根据方程(7)估计该平行分量为
25、因此，修正后的气象回波速度估计值为：
26、
27、
28、所述雷达反射率因子偏导及目标速度空间连续性联合速度修正包含：
29、通过雷达反射率因子偏微分计算出相应的梯度值，计算出速度修正值为：
30、
31、式中，δv表示计算速度修正，α为修正系数，通常α根据不同的工作形式，可选为0.165m/s或0.219m/s，表示对星下点方向雷达反射率因子求偏微分或者梯度；
32、将上述获得的修正速度值利用多普勒公式以及系统工作频段信息将其转换为相位表示：
33、
34、式中，δφ表示上述情况所引入的相位变化，λ为系统工作波长；
35、回波总相位φtot表示为：
36、
37、利用沿某一距离库进行路径积分的方法来解相位缠绕，即：
38、
39、其中，ω和φtot分别为解缠后和解缠前的相位；
40、目标运动速度估计值表示为：
41、
42、式中，表示目标运动速度的最终估计值，表示解缠后的某一距离库的相位。
43、本发明具有以下有益效果：
44、本发明利用连续相邻的气象目标回波相位调制的特性，并结合气象目标的空间连续性以及速度连续性，在初步获得的气象目标速度基础上并进行补偿修正，以达到高精度估计的目的。
45、本发明充分考虑到卫星平台去相关效应明显，以及相邻脉冲对之间信号相互干扰的问题，采用频分极化脉冲对工作体制，一方面消除了极化隔离度低造成的鬼影问题，另一方面充分发挥了相邻脉冲宽多普勒速度适应能力。解决了星载太赫兹测云雷达高速度模糊的问题。
46、本发明将偏微分修正与云目标速度连续分布关联方法，可自适应调整边缘突跳带来的速度不连续的问题，从而使太赫兹测云雷达具备良好平台的适应性以及多普勒速度提取的稳定性。
1.一种太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，其特征在于，所述频分极化回波相参处理包含：
3.如权利要求2所述的太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，其特征在于，所述频分极化回波相位提取及速度估计包含：
4.如权利要求3所述的太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，其特征在于，所述基于地海面回波的平均多普勒速度偏差修正包含：
5.如权利要求5所述的太赫兹测云雷达对气象目标的速度估计方法，其特征在于，所述雷达反射率因子偏导及目标速度空间连续性联合速度修正包含：
