一种地基雷达反射率因子均一性评估方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种地基雷达反射率因子均一性评估方法、系统及设备。该方案包括设置GPM卫星数据源和天气雷达数据源，在经过质量控制后生成初始GPM卫星数据源和初始天气雷达数据源；进行时间匹配；进行空间匹配，并发出匹配完成指令；进行数值匹配；时间匹配、空间匹配和数值匹配后的样本进行筛选比较，生成最优配对数据样本；最优配对数据样本进行评估指标运算，生成第一偏差指标、第二偏差指标、第三偏差指标和目标相关系数；进行均一性评估，生成白名单和报警名单，进行异常报警。该方案建立可靠的均一性算法，形成均一性判别标准，识别出均一性差的地基雷达站点，提高组网雷达观测数据的均一性，给雷达数据使用和仪器校准定标提供参考。参考。参考。

【技术实现步骤摘要】
一种地基雷达反射率因子均一性评估方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及气象分析
，更具体地，涉及一种地基雷达反射率因子均一性评估方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]多普勒天气雷达设备分布广阔，技术支撑和维护条件各异，组网应用面临诸多挑战。在多普勒天气雷达网使用过程中，各站点雷达之间反射率因子有时不一致，受波束阻挡、杂波干扰、雷达测雨空间不均匀、探测目标物的方向不同等众多因素的影响，各站点雷达重叠区观测结果不同，这主要发生在某一区域或某一时段，最主要是由于全国多普勒天气雷达网的各雷达之间没有做统一标定，各雷达会有定标误差，即雷达常数的估计误差，这就导致各雷达之间会存在系统偏差，全国雷达组网均一性差，雷达拼图效果不好，在业务应用中受到限制。
[0003]在本专利技术技术之前，传统地基雷达的均一性评估方法是地基雷达之间互相比较，但该方法很难确定哪部雷达的观测值准确，没有一个统一的标准，很难实现有效地均一性评估；此外现有技术中，星地雷达反射率因子匹配结果未经过筛选，一些异常值会影响结果可靠性，有待进一步筛选出最优配对数据。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地基雷达反射率因子均一性评估方法，其特征在于，该方法包括：设置GPM卫星数据源和天气雷达数据源，在经过质量控制后生成初始GPM卫星数据源和初始天气雷达数据源；获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源，进行时间匹配；获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源，进行空间匹配，并发出匹配完成指令；获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源空间匹配后的径向和垂直区内的距离库集合，进行数值匹配；对时间匹配、空间匹配和数值匹配后的样本进行敏感性试验，建立筛选比较法，筛选比较生成最优配对数据样本；对最优配对数据样本进行评估指标运算，生成第一偏差指标、第二偏差指标、第三偏差指标和目标相关系数；根据所述目标相关系数和第一偏差指标、第三偏差指标，进行均一性评估，生成白名单和报警名单，进行异常报警。2.如权利要求1所述的一种地基雷达反射率因子均一性评估方法，其特征在于，所述设置GPM卫星数据源和天气雷达数据源，在经过质量控制后生成初始GPM卫星数据源和初始天气雷达数据源，具体包括：设置GPM卫星数据源和天气雷达数据源；对所述GPM卫星数据源进行综合数据质量、降水类型分类产品、亮带产品的质量控制；对天气雷达数据源通过噪声点滤除、故障坏图识别、电磁干扰回波识别、地物/超折射回波识别、海浪回波识别、速度退模糊进行质量控制，获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源。3.如权利要求1所述的一种地基雷达反射率因子均一性评估方法，其特征在于，所述获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源，进行时间匹配，具体包括：获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源；计算卫星过境地基雷达覆盖范围的开始时间和结束时间；利用第一计算公式计算过境中间时间；在所述初始GPM卫星数据源中选择所述过境中间时间
±
5min内邻近的所述初始天气雷达数据源进行时间匹配；所述第一计算公式为：G
T = (T
L ‑ꢀ
T0) / 2 + T0其中，G
T
为所述过境中间时间，T
L
为过境结束时间，T0为过境开始时间。4.如权利要求1所述的一种地基雷达反射率因子均一性评估方法，其特征在于，所述获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源，进行空间匹配，并发出匹配完成指令，具体包括：获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源；在水平方向上，依据所述初始GPM卫星数据源的波束水平覆盖范围，以所述初始GPM卫星数据源波束所在经纬度为中心，得到一个5km
×
5km的区域A；根据所述区域A边角四个经纬度点和雷达中心点的经纬度，分别计算得出四个经纬度
点相对于雷达中心点的方位角和库数，得到所述区域A相对于雷达中心点的方位角范围和库数范围；遍历方位角范围和库数范围内的CINRAD每一个径向距离库，进而得到CINRAD在水平所述区域A内的径向距离库集合；在垂直方向上，使用所述初始天气雷达数据源的仰角和所述初始GPM卫星数据源的波束的经纬度，计算出星地雷达相交处的波束上下界高度；根据上下界高度和所述初始GPM卫星数据源垂直分辨率125m，计算获取所述初始GPM卫星数据源在垂直区内的距离库集合。5.如权利要求4所述的一种地基雷达反射率因子均一性评估方法，其特征在于，所述获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源空间匹配后的径向和垂直区内的距离库集合，进行数值匹配，具体包括：获得所述初始GPM卫星数据源和所述初始天气雷达数据源空间匹配后的径向和垂直区内的距离库集合；在收到所述匹配完成指令后，生成Ku波段的反射率因子dBZ、S波的反射率因子dBZ的查找表；在所述查找表中找到最接近所述距离库集合中Ku波段的反射率因子数值的目标位置；将所述Ku波段的反射率因子频率修正为所述目标位置对应的S波段反射率因子；对所述初始天气雷达数据源对应的所述径向距离库集合，将每个距离库处的反射率因子值利用第二计算公式转化为Z值，求平均值后再利用所述第二计算公式逆向转化为所述反射率因子值，并将其作为匹配空间的平均地基雷达反射率因子；对所述初始GPM卫星数据源对应的所述垂直区内的距离库集合，将每个距离库处的所述反射率因子值利用所述第二计算公式转化为所述Z值，求平均值后再利用所述第二计算公式逆向转化为所述反射率因子值，并将其作为匹配空间的平均星载雷达的反射率因子；所述第二计算公式为：dBZ= 10 log(Z)其中，dBZ为所述反射率因子值，Z为Z值。6.如权利要求1所述的一种地基雷达反射率因子...

【专利技术属性】
技术研发人员：施丽娟，刘晓阳，侯灿，雷勇，杨洪平，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心，
类型：发明
国别省市：