全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法制造技术

本发明专利技术提出了一种全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，它包含以下步骤：孤立噪声过滤；连续速度模糊区的速度退模糊；杂散状速度奇异值修正；其中：所述的孤立噪声过滤方法：基于回波尺度大小对径向速度资料中的孤立噪声过滤；所述的连续速度模糊区的速度退模糊方法：寻找肯定没有速度模糊的区域作为退模糊的起点，基于径向速度的空间连续性原则进行退模糊处理；所述的杂散状速度奇异值修正方法：根据分析得到的已知杂散状速度奇异值的错误特征采用一种有效方法对其进行修正。本发明专利技术既能解决连续速度模糊区的径向速度模糊问题，又能解决双PRF模式径向速度的杂散状奇异值问题。

【技术实现步骤摘要】
全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法
本专利技术涉及气象数据分析处理
，尤其是一种对多普勒天气雷达体扫数据中的径向速度进行一系列处理后获得高质量径向速度数据的方法，具体地说是一种全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊的算法。
技术介绍
多普勒天气雷达除了能获得表征降水强度的反射率因子外，还能获得高时空分辨率的径向速度。径向速度具有广阔的应用前景，如用于强对流天气监测预警、风场反演、地物杂波抑制以及通过同化径向速度资料改善数值天气预报模式的初始场等。然而，径向速度的深度和广度应用却受到了极大限制，其中一个重要原因就是径向速度存在速度模糊和距离折叠等质量问题。这是因为多普勒天气雷达可测量的径向速度范围和探测距离是有限的，即存在一个最大不模糊速度Vmax和一个最大不模糊距离Rmax。当实际风的径向分量位于±Vmax间隔外时，雷达测量的径向速度VO还是位于±Vmax间隔内，也就是说出现了速度模糊(折叠)。Vmax与雷达波长和脉冲重复频率PRF成正比，而Rmax与PRF成反比，也就是说不存在同一个PRF既使得Vmax较大又使得Rmax较大。业务多普勒天气雷达在确保较大Rmax的情况下，其V本文档来自技高网...

【技术保护点】
全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，它包含以下步骤：1)孤立噪声过滤；2)连续速度模糊区的速度退模糊；3)杂散状速度奇异值修正；其中：所述的孤立噪声过滤方法：基于回波尺度大小对径向速度资料中的孤立噪声过滤；所述的连续速度模糊区的速度退模糊方法：寻找肯定没有速度模糊的区域作为退模糊的起点，基于径向速度的空间连续性原则进行退模糊处理；所述的杂散状速度奇异值修正方法：根据分析得到的已知杂散状速度奇异值的错误特征采用一种有效方法对其进行修正；该算法从读取雷达体扫基数据开始，从低仰角向高仰角依次对每个仰角的速度进行退模糊处理，最后把经过退模糊处理后的径向速度数据再存回到雷达体扫数据中。

【技术特征摘要】
1.全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，它包含以下步骤：1)孤立噪声过滤；2)连续速度模糊区的速度退模糊；3)杂散状速度奇异值修正；其中：所述的孤立噪声过滤方法：基于回波尺度大小对径向速度资料中的孤立噪声过滤；所述的连续速度模糊区的速度退模糊方法：寻找肯定没有速度模糊的区域作为退模糊的起点，基于径向速度的空间连续性原则进行退模糊处理；所述的杂散状速度奇异值修正方法：根据分析得到的已知杂散状速度奇异值的错误特征采用一种有效方法对其进行修正；该算法从读取雷达体扫基数据开始，从低仰角向高仰角依次对每个仰角的速度进行退模糊处理，最后把经过退模糊处理后的径向速度数据再存回到雷达体扫数据中。2.根据权利要求1所述的全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，所述的连续速度模糊区的速度退模糊方法的实现步骤如下：首先通过搜索最弱风区第一次确定最多两组初始参考径向，其中使用了相邻仰角初始参考径向应具有方位连续性的约束条件，剔除假零速度线引起的不恰当的备用初始径向；其次根据连续性原则对初始参考径向及其左右两根径向进行退模糊处理，雷达测量的径向速度VO与真实径向速度VT之间的关系为：VT＝VO±2n×Vmax(n＝0，1，2…)(1)通过调整公式(1)中的n值使得VT与参考速度VR的差值小于设定的阈值，参考速度取当前库周围已被处理过的3个库的速度平均值；然后把初始参考径向及其左右2根径向作为全方位径向退模糊的参考径向，从3根初始参考径向左右相邻的2根径向开始进行多次顺时针和逆时针180°方位的逐根径向退模糊，对于每根径向，先切向后径向进行处理；在多次退模糊过程中，判断速度是否模糊的标准由紧到松，切变阈值由小到大自动调整，以确保用于后面退模糊处理的参考速度的可靠性；最后进行径向和方位方向的强风切变检查，如果还有强风切变存在，那么通过搜索弱风切变区中有效速度库最多的径向再次确定一组退模糊的初始参考径向，重复前面的退模糊过程，这有利于远离雷达的孤立回波区的速度退模糊。3.根据权利要求1所述的全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，所述的杂散状速度奇异值修正方法通过计算每个库的径向速度与其局地中值速度的差值，定量分析了双PRF模式径向速度数据，发现奇异值点的速度与其局地中值速度的偏差和高、低PRF的最大不模糊速度对应；为此，选取以当前库为中心的局地窗口内所有回波速度的中值作为参考速度，判断当前库的速度是否为奇异值，如果是奇异值，通过调整公式(1)中的n值使得VT与参考速度VR的差值小于设定的阈值，从而修正速度奇异值。4.根据权利要求1所述的全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，所述的连续速度模糊区的速度退模糊包含以下处理步骤：(a).第一次初始径向搜索，包含第一种和第二种搜索方法；(b).初始三根参考径向退模糊；(c).第一次全方位径向退模糊；(d).第二次全方位径向退模糊；(e).第三种搜索方法：第二次初始径向搜索。5.根据权利要求4所述的全自动多普勒天气雷达径向速度退模糊算法，其特征在于，所述的初始径向搜索的实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳姣，李中华，王志斌，冷亮，
申请(专利权)人：中国气象局武汉暴雨研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42