一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，包括：获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据；基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域；基于所述非正常天气的覆盖区域确定目标位置；利用第二雷达对所述目标位置进行气象观测。本发明专利技术通过利用工作波长较长的第一雷达来获取回波数据，并利用模糊逻辑算法来确定可能发生中小尺度强对流天气(即非正常天气)的覆盖区域，然后利用工作波长较短的第二雷达来对该覆盖区域进一步进行精确的观测，从而使得气象观测结果更加准确。

A method of radar synchronous monitoring based on fuzzy logic

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法
本专利技术涉及气象观测领域，特别涉及一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法。
技术介绍
强降水、暴雪、雷雨大风及冰雹等中小尺度强对流灾害天气不仅是广大气象、水文科研工作人员所关注的焦点，同时也对社会和国民经济有着重要、深远的影响。中小尺度强对流灾害天气一般发生水平范围在几百米到几十公里，生命期只有几十分钟至几个小时，具有水平范围较小，生命期较短，发展迅速，灾害后果严重的特点。目前对中小尺度强对流灾害天气的探测方式主要为自动气象站、微波辐射计、气象卫星以及天气雷达等，随着气象站的密增以及各种观测设备的应用，可在一定程度上获取对流系统内部三维结构和云微物理过程相关的气象参数，但由于中小尺度强对流灾害天气发生范围小，发展尺度快等因素的限制，常规天气雷达在进行观测时存在频段单一，难以随着天气变化自动切换扫描模式，针对具体天气状况只能采取单一模式进行探测，存在作业时间滞后、智能化程度低、对中小尺度强对流灾害天气捕捉困难等问题，进而造成气象观测不够准确的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，用于解决现有技术中气象观测不够准确的问题。为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，包括：获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据；基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域；基于所述非正常天气的覆盖区域确定目标位置；利用第二雷达对所述目标位置进行气象观测。可选的，所述第一雷达的工作波长大于所述第二雷达的工作波长；所述第一雷达与所述第二雷达间隔预定距离。可选的，所述获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据，具体包括：获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个扫描层的气象回波数据，从若干个扫描层的气象回波数据中提取获得若干目标扫描层的回波数据。可选的，所述从若干个扫描层的气象回波数据中提取获得目标扫描层的回波数据，具体包括：确定地物杂波比例小于或等于预定值的回波数据所对应的雷达的最低仰角，并去除地物杂波比例大于所述预定值的回波数据，以获得所述若干目标扫描层的回波数据。可选的，所在获得若干目标扫描层的回波数据后，还包括：对各目标扫描层的回波数据进行提取；获得各目标扫描层中的各采样点的反射率因子、多普勒速度以及速度谱宽。可选的，所述方法还包括：确定地面温度；基于所述地面温度以及各所述目标扫描层中各采样点的高度确定各采样点的温度。可选的，所述基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域，具体包括：基于各采样点的反射率因子、多普勒速度、速度谱宽以及温度确定各采样点的天气状态，所述天气状态包括正常天气以及非正常天气；基于各采样点的天气状态确定各所述目标扫描层中的非正常天气的区域范围；对各目标扫描层中的非正常天气的区域范围进行叠加，获得所述非正常天气的覆盖区域。可选的，所述基于各采样点的反射率因子、多普勒速度、速度谱宽以及温度确定各采样点的天气状态，具体包括：基于所述各目标扫描层中的各采样点的反射率因子利用预设的隶属度函数进行计算，获得各采样点的隶属于正常天气第一隶属度以及隶属于非正常天气的第二隶属度；基于所述各目标扫描层中的各采样点的多普勒速度利用预设的隶属度函数进行计算，获得各采样点的隶属于正常天气第三隶属度以及隶属于非正常天气的第四隶属度；基于所述各目标扫描层中的各采样点的速度谱宽利用预设的隶属度函数进行计算，获得各采样点的隶属于正常天气第五隶属度以及隶属于非正常天气的第六隶属度；基于所述各目标扫描层中的各采样点的温度利用预设的隶属度函数进行计算，获得各采样点的隶属于正常天气第七隶属度以及隶属于非正常天气的第八隶属度；分别基于各采样点的第一隶属度、第三隶属度、第五隶属度以及第七隶属度进行计算，确定各采样点隶属于正常天气的第一累计概率；分别基于各采样点的第二隶属度、第四隶属度、第六隶属度以及第八隶属度进行计算，确定各采样点隶属于非正常天气的第二累计概率；根据各采样点的所述第一累计概率和所述第二累计概率确定各采样点的天气状态。可选的，所述基于所述非正常天气的覆盖区域确定目标位置，具体包括：基于所述非正常天气的覆盖区域的位置坐标计算中非正常天气的覆盖区域的几何中心坐标，以获得所述目标位置。可选的，在利用第一雷达在立体扫描模式下进行扫描观测时，所述方法还包括利用第二雷达在立体扫描模式下以同步扫描的方式进行扫描观测本专利技术实施例的有益效果在于：本专利技术通过利用工作波长较长的第一雷达来获取回波数据，并利用模糊逻辑算法来确定可能发生中小尺度强对流天气(即非正常天气)的覆盖区域，然后利用工作波长较短的第二雷达来对该覆盖区域进一步进行精确的观测，从而使得气象观测结果更加准确。附图说明图1为本专利技术实施例一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法的流程图；图2为本专利技术实施例第一雷达立体扫示意图；图3为本专利技术实施例中的模糊逻辑推理的流程图；图4为本专利技术实施例中中小尺度天气(非正常天气)覆盖区域的示意图。具体实施方式此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。本专利技术实施例提供一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，如图1所示，包括如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据；/n基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域；/n基于所述非正常天气的覆盖区域确定目标位置；/n利用第二雷达对所述目标位置进行气象观测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊逻辑的雷达同步监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据；
基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域；
基于所述非正常天气的覆盖区域确定目标位置；
利用第二雷达对所述目标位置进行气象观测。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一雷达的工作波长大于所述第二雷达的工作波长；所述第一雷达与所述第二雷达间隔预定距离。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个目标扫描层的气象回波数据，具体包括：
获取第一雷达在立体扫描模式下的若干个扫描层的气象回波数据，
从若干个扫描层的气象回波数据中提取获得若干目标扫描层的回波数据。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从若干个扫描层的气象回波数据中提取获得目标扫描层的回波数据，具体包括：
确定地物杂波比例小于或等于预定值的回波数据所对应的雷达的最低仰角，并去除地物杂波比例大于所述预定值的回波数据，以获得所述若干目标扫描层的回波数据。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所在获得若干目标扫描层的回波数据后，还包括：
对各目标扫描层的回波数据进行提取；
获得各目标扫描层中的各采样点的反射率因子、多普勒速度以及速度谱宽。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定地面温度；
基于所述地面温度以及各所述目标扫描层中各采样点的高度确定各采样点的温度。


7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述若干目标扫描层的回波数据利用模糊逻辑算法确定非正常天气的覆盖区域，具体包括：
基于各采样点的反射率因子、多普勒速度、速度谱宽以及温度确定各采样点的天气状态，所述天气状态包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平平，郑翔天，谭维贤，徐伟，乞耀龙，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙;15