1.一种基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤S100,采集全天空流星雷达各接收通道的回波信号,获取各通道的回波特征信息,形成RTI图,通过预处理方法去除干扰,获得第一信号;步骤S200,基于所述第一信号,利用空间分置的天线几何关系和流星雷达回波信号确定流星雷达各天线的相位偏差;所述相位偏差为流星雷达各天线与中心天线的相位差与理论相位差的差值;相位偏差校正,获得准确的各通道的回波复信号,作为第二信号;对所述第二信号进行相位调整并合成,获得综合描述流星雷达回波的回波复信号,作为第三信号;步骤S300,基于所述第三信号,结合预设的流星时间判定准则和预设的欠密流星尾迹筛选原则,获得终选流星事件;具体包括:步骤S310,流星事件的预判,包括信号合成和流星事件的判定;其中,所述信号合成具体为:对相位偏差校正后的回波信号进行分段筛选,在选取的时间窗口内,基于计算的不同天线、不同时延条件的互相关函数,确定外部天线与中心天线间的相位差,调整外部天线信号的相位,再将调整后的各天线信号进行合成;所述流星事件的判定具体为:基于流星事件的典型回波特征,确立从回波信号中筛选流星事件的判据,判定流星事件并确立流星事件的回波特征信息;所述典型回波特征包括回波功率在预设时间内的上升速率、回波功率在预设时间内高于噪声水平、回波功率到达峰值后准指数下降、流星事件回波的持续时间低于预设时间;所述流星事件的回波特征信息包含流星事件的回波功率、流星事件的回波幅度、流星事件的回波相位和流星事件的回波RTI图;判定的依据为:在划定的窗口内依据流星雷达的回波特征信息确定噪声水平,基于该噪声水平确立判定流星事件的阈值,若窗口内预处理后的回波信号的功率连续两个时刻高于阈值,则初步认定为流星事件回波,并标记为候选流星事件;步骤S320,流星事件的核验;基于所述候选流星事件,排除其它回波信号,筛选出符合条件的欠密流星事件;所述其它回波信号包含电离层偶发E层、闪电和飞行物导致的回波;步骤S330,流星事件的终判;基于核验完的候选流星事件回波信号,确定基本的探测参数:在候选流星事件的特征时间内,重新调整各天线的相位,合成不同通道的信号,重新判定候选流星事件,标记为终选流星事件,并确定终选流星事件的特征信息;所述候选流星事件的特征时间包括开始时刻、峰值时刻和结束时刻,所述开始时刻为信号功率高于阈值的第一个时刻,所述峰值时刻为功率最强时刻,所述结束时刻为信号功率高于阈值的最后一个时刻;步骤S400,基于所述终选流星事件,利用全天空流星雷达接收天线的空间几何关系、信号的传播规律,对所述终选流星事件进行精确定位,获取流星尾迹的位置信息;步骤S500,基于所述终选流星事件,利用回波信号的相位变化率、衰减演化规律,确定流星尾迹的运动、演化参数;同时基于所述流星尾迹的位置信息和运动、演化参数反演背景大气参数,以完成对全天空流星雷达信号的分析处理。
2.根据权利要求1所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,步骤S100具体包括以下步骤:步骤S110,回波信号的获取以及回波特征信息确定,具体为:基于雷达接收天线接收的回波信号,获取数字化后的原始信号,生成原始观测回波复信号,基于所述原始观测回波复信号提取回波特征信息;所述原始信号包含同相分量和正交分量;所述回波特征信息包含功率、幅度、相位和RTI图;步骤S120,去干扰具体为:对RTI图中的图像进行灰度处理,进行边缘识别和检测,识别出的横向、纵向或者斜向线条作为干扰信号以进行去除。
3.根据权利要求2所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,流星雷达第 个通道、第 个采样点的原始观测回波复信号为 :其中, 为虚数单位, 、 分别为第 个通道信号的幅度和相位, 为多普勒频移, 为采样周期。
4.根据权利要求1所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,相位偏差校正具体为:确立两条基线上偏差的关系式 ;减少未知参数的个数,降低遍历维度,建立判定准则高效估计各天线相位偏差并进行校正;其中, 、 为同一基线上两个外部天线 的相位偏差; 为由外部天线 估算的相位差与天线 观测的相位差的差值; 为外部天线 与中心天线 的距离; 为外部天线 与中心天线 的距离。
5.根据权利要求1所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,步骤S400中的流星尾迹的位置信息包括流星尾迹的方位和流星尾迹所处高度;所述流星尾迹的方位包括流星尾迹的天顶角 和流星尾迹的方位角 ;其中, 、 分别为回波在基线 、基线 上的入射角;流星尾迹所处高度为 ;其中, 为地球半径,R为流星尾迹的距离。
6.根据权利要求1所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法,其特征在于,步骤S500中的流星尾迹的演化参数包括双级扩散系数 和衰减时间 ;其中, 为流星事件回波的幅度, 表示流星事件的初始回波幅度, 为流星尾迹形成的时间, 为雷达波数, 是雷达波长;所述背景大气参数包括风场、温度 和密度 ;其中, 为压强, 为单位电荷电量, 为标准大气中的离子迁移率, 为标准大气的气压, 为标准大气中的温度, 为玻尔兹曼常数, 为气体常数。
7.一种基于全天空流星雷达信号的分析处理系统,其特征在于,该系统基于权利要求1-6中任一项所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法包括:接收和预处理模块、相位偏差校正模块、流星事件判定模块、流星尾迹精确定位模块、观测参数反演模块、输出显示模块;所述接收和预处理模块,配置为将各天线阵的接收信号相干积累处理为IQ数字信号,并对各通道的IQ数字信号进行预处理,去除干扰;所述相位偏差校正模块,配置为获取各天线阵的相位偏差,基于雷达系统的分析处理系统进行日常校正,以保证全天空流星雷达的定位的精准运行;所述流星事件判定模块,配置为基于各通道的IQ数字信号,结合不同接收天线的信息,合成不同天线的信号;基于流星事件的典型回波特征,确立从噪声中筛选事件的判据,在划定的窗口内依据流星雷达的回波特征信息确定噪声水平,基于该噪声水平确立判定流星事件的阈值,若窗口内预处理后的回波信号的功率连续两个时刻高于阈值,则初步认定为流星事件回波,并标记为候选流星事件;基于候选流星事件,排除其它回波信号,筛选欠密流星事件;所述流星尾迹精确定位模块,配置为基于校正后的相位差信息,基于接收天线间的空间几何关系,获取流星尾迹的位置信息;所述观测参数反演模块,配置为利用回波信号的相位变化率,确定流星尾迹的运动速度;基于获取的流星尾迹的位置和运动速度,反演背景大气的三维风场信息;基于回波信号的衰减演化规律,确定流星尾迹的双极扩散系数,进而获取背景大气的温度和密度;所述输出显示模块,配置为进行各个模块的集成和产品展示与输出,将流星事件的信号、流星事件的观测参数、背景大气参量反演结果保存到数据文件中。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器;以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令,所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1-6中任一项所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求1-6中任一项所述的基于全天空流星雷达信号的分析处理方法。