一种雷达回波移动信息计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种雷达回波移动信息计算方法和装置。通过获取双偏振雷达的探测数据，根据探测数据中的各层回波反射率数据生成组合反射率数据，基于设定的反射率因子阈值，将组合反射率数据根据相应探测位置标定在第一平面区域并确定回波强中心位置，根据探测数据中的回波反射率、相关系数和差分反射率ZDR数据结合探测位置相应的在第二平面区域确定ZDR柱并确定ZDR柱信息，根据位于回波强中心位置的等值线内区域内的ZDR柱的中心位置和回波强中心位置计算回波的移动信息，以达到对降水回波的移动信息预知的目的。

A calculation method and device of radar echo moving information

【技术实现步骤摘要】
一种雷达回波移动信息计算方法和装置
本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种雷达回波移动信息计算方法和装置。
技术介绍
随着雷达技术的不断发展和进步，在气象中有广泛应用，气象雷达除原有的基础数据(反射率、多普勒速度、谱宽)外，能够获取越来越多的探测数据，如双偏振参数。双偏参数ZDR(英文全称DifferentialReflectivityfactor)能够代表大气中液滴的轴纵比，而受到大气浮力和重力的共同作用，液滴会呈现扁平状，因此在ZDR参数中能被显示为正值。而随着高度升高，零度层以上的水相粒子多为冰晶，在ZDR参数中为负值显示。在强对流系统中，强烈的上升气流会将水滴抬升到零度层以上，水滴在进入低温环境时并不会立即冻结。因此，由于雨滴会产生大于0dB的ZDR值，被抬升到零度层以上的水滴也会产生相应的值。根据水滴及周围水凝物的大小，相对较高的ZDR值可以延伸到零度层以上几公里，这就是ZDR柱。ZDR柱不仅与上升气流的位置有关，并且其延伸的高度与上升气流的强度成正比。因此，ZDR柱的空间位置与系统辐合区紧密联系，能够指示未来一段时间内雷达回波的移动方向。目前雷达回波外推法中移向移速的识别需要基于连续多个雷达探测数据进行推算，且降水回波的传播方向发生转向时，是基于已发生的情况进行推演，但无法实现对降水回波移动信息进行预知的目的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种雷达回波移动信息计算方法和装置，以实现对降水回波移动信息进行预知的目的。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种雷达回波移动信息计算方法，包括：获取双偏振雷达的探测数据，探测数据包括各层回波反射率的极坐标数据、相关系数的极坐标数据、差分反射率ZDR的极坐标数据；根据各层回波反射率数据和预设的反射率因子阈值生成组合反射率数据，并根据组合反射率数据确定回波强中心位置；根据回波反射率、相关系数和差分反射率ZDR数据确定ZDR柱；判断ZDR柱是否位于回波强中心位置的设定范围区域内；若ZDR柱位于回波强中心位置的设定范围区域内，根据ZDR柱和回波强中心位置确定回波的移动信息。进一步的，根据ZDR柱和回波强中心位置确定回波的移动信息包括：确定ZDR柱的数目为第一数目、回波强中心位置的数目为第二数目；根据第一数目的ZDR柱和第二数目的回波强中心位置判断回波的移动信息。进一步的，移动信息包括：根据ZDR柱和回波强中心位置的矢量关系信息。进一步的，ZDR柱的数目为一个，回波强中心位置的数目为一个，则判断回波的移动信息为回波强中心位置指向ZDR柱。进一步的，ZDR柱的数目为两个，回波强中心位置的数目为一个，则回波包括两个子回波，两个子回波的移动信息为分别指向两个ZDR柱；或，ZDR柱的数目为一个，回波强中心位置的数目为两个，则与回波强中心位置对应的回波为两个，两个回波的移动信息为指向ZDR柱。进一步的，根据组合反射率数据确定回波强中心位置包括：将组合反射率数据的极坐标数据根据预设探测基准转换为第一直角坐标数据；根据雷达当前探测位置将第一直角坐标数据进行标定，得到第一平面区域，得到组合反射率雷达回波图，第一平面区域为探测位置映射在地图上的区域；基于所述第一平面区域，确定所述组合反射率的最大阈值，将所述组合反射率中的最大阈值确定为回波强中心位置。进一步的，根据回波反射率、相关系数和差分反射率ZDR数据确定ZDR柱包括：将差分反射率ZDR的极坐标数据进行转换得到PPI数据，根据回波反射率的极坐标数据、相关系数的极坐标数据和差分反射率ZDR的极坐标数据通过空间插值转换得到对应的回波反射率CAPPI数据、相关系数CAPPI数据和差分反射率ZDR的CAPPI数据，根据回波反射率CAPPI数据、相关系数CAPPI数据和差分反射率ZDR的CAPPI数据确定ZDR柱阈值控制数据，将ZDR柱阈值控制数据根据预设探测基准分别转换为第二直角坐标数据，根据探测位置将第二直角坐标数据进行标定，得到第二平面区域，第二平面区域为探测位置映射在地图上的区域；在第二平面区域，将探测数据中的差分反射率ZDR高于当地平均零度层高度且差分反射率满足设定条件的区域确定为ZDR柱。进一步的，设定条件为差分反射率大于1.3且ZDR柱的垂直方向连续的区域。进一步的，判断ZDR柱是否位于回波强中心位置的设定范围区域内包括：判断ZDR柱的中心位置是否位于回波强中心位置的设定范围区域内。一种雷达回波移动信息计算装置，包括：获取模块，用于获取双偏振雷达的探测数据，探测数据包括各层回波反射率的极坐标数据、相关系数的极坐标数据、差分反射率ZDR的极坐标数据；回波反射率数据处理模块，用于根据各层回波反射率数据和预设的反射率因子阈值生成组合反射率数据，并根据组合反射率数据确定回波强中心位置；ZDR数据处理模块，用于根据回波反射率、相关系数和差分反射率ZDR数据确定ZDR柱；位置判断模块，用于判断ZDR柱是否位于回波强中心位置的设定范围区域内；移动信息确定模块，用于若ZDR柱位于回波强中心位置的设定范围区域内，根据ZDR柱和回波强中心位置判断回波的移动信息。本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取双偏振雷达的探测数据，根据探测数据中的各层回波反射率数据生成组合反射率数据，基于设定的反射率因子阈值，将组合反射率数据根据相应探测位置标定在第一平面区域并确定回波强中心位置，根据探测数据中的回波反射率、相关系数和差分反射率ZDR数据结合所述探测位置相应的在第二平面区域确定ZDR柱并确定ZDR柱信息，根据位于回波强中心位置的等值线内区域内的ZDR柱的中心位置和回波强中心位置计算回波的移动信息，以达到对降水回波的移动信息预知的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种基于双偏振参数ZDR柱的雷达回波移动信息计算方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的第一平面区域的示意图；图3是本专利技术实施例一提供的第二平面区域的示意图；图4是本专利技术实施例一提供的基于双偏振参数ZDR柱的雷达回波移动信息计算方法的一种示意图；图5是本专利技术实施例二提供的一种基于双偏振参数ZDR柱的雷达回波移动信息计算装置的模块示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达回波移动信息计算方法，其特征在于，包括：/n获取双偏振雷达的探测数据，所述探测数据包括各层回波反射率的极坐标数据、相关系数的极坐标数据、差分反射率ZDR的极坐标数据；/n根据所述各层回波反射率数据和预设的反射率因子阈值生成组合反射率数据，并根据所述组合反射率数据确定回波强中心位置；/n根据所述回波反射率、所述相关系数和所述差分反射率ZDR数据确定ZDR柱；/n判断所述ZDR柱是否位于所述回波强中心位置的设定范围区域内；/n若所述ZDR柱位于所述回波强中心位置的设定范围区域内，根据所述ZDR柱和所述回波强中心位置确定所述回波的移动信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种雷达回波移动信息计算方法，其特征在于，包括：
获取双偏振雷达的探测数据，所述探测数据包括各层回波反射率的极坐标数据、相关系数的极坐标数据、差分反射率ZDR的极坐标数据；
根据所述各层回波反射率数据和预设的反射率因子阈值生成组合反射率数据，并根据所述组合反射率数据确定回波强中心位置；
根据所述回波反射率、所述相关系数和所述差分反射率ZDR数据确定ZDR柱；
判断所述ZDR柱是否位于所述回波强中心位置的设定范围区域内；
若所述ZDR柱位于所述回波强中心位置的设定范围区域内，根据所述ZDR柱和所述回波强中心位置确定所述回波的移动信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述ZDR柱和所述回波强中心位置确定所述回波的移动信息包括：
确定所述ZDR柱的数目为第一数目、所述回波强中心位置的数目为第二数目；
根据所述第一数目的ZDR柱和所述第二数目的回波强中心位置确定所述回波的移动信息。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述移动信息包括：根据所述ZDR柱和所述回波强中心位置的矢量关系信息。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ZDR柱的数目为一个，所述回波强中心位置的数目为一个，则确定所述回波的移动信息为所述回波强中心位置指向所述ZDR柱。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ZDR柱的数目为两个，所述回波强中心位置的数目为一个，则所述回波包括两个子回波，两个所述子回波的移动信息为分别指向所述两个ZDR柱；
或，
所述ZDR柱的数目为一个，所述回波强中心位置的数目为两个，则与所述回波强中心位置对应的所述回波为两个，所述两个回波的移动信息为指向所述ZDR柱。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述组合反射率数据确定回波强中心位置包括：
将所述组合反射率数据的极坐标数据根据预设探测基准转换为第一直角坐标数据；
根据所述雷达当前探测位置将所述第一直角坐标数据进行标定，得到第一平面区域，得到组合反射率雷达回波图，所述第一平面区域为所述探测位置映射在地图上的区域；
基于所述第一平面区域，确定所述组合反射率的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑辉，吴毅楠，吕巧谊，蒋永成，陈德花，赵玉春，
申请(专利权)人：厦门市气象台厦门市海洋气象台，海峡气象开放实验室，福建省气象科学研究所，吕巧谊，郑辉，吴毅楠，
类型：发明
国别省市：福建;35