基于扩展卡尔曼滤波的梯度VAD风场反演方法技术

技术编号:40959455 阅读:64 留言:0更新日期:2024-04-18 20:37
本发明专利技术涉及一种基于扩展卡尔曼滤波的梯度VAD方法风场反演的方法。为了得到更为精确和稳定的反演结果,本发明专利技术针对多普勒天气雷达监测资料特点而设计了扩展卡尔曼滤波方法,其中包括对径向速度未退模糊和速度退模糊的处理以及最后的反演。在开始设计阶段,针对多普勒天气雷达风场信息的非线性、不稳定性的特点,设计了结合风场动态模型的基于扩展卡尔曼滤波方法的梯度VAD技术,引入了径向速度未退模糊和径向速度退模糊两组数据分别进行处理,最终实现的风场反演结果表明,其精度和稳定性具有明显提升,本发明专利技术方法适用于多普勒天气雷达的风场反演任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气象风场反演领域,尤其涉及一种基于扩展卡尔曼滤波的梯度vad风场反演方法。


技术介绍

1、梯度vad技术利用大气中的多普勒雷达观测数据,通过分析雷达观测的频率和相位差异来估计大气中的风场信息,针对传统梯度vad技术风场反演精度查的问题,提出了使用扩展卡尔曼滤波的方法对径向速度梯度进行处理,利用扩展卡尔曼滤波降噪处理后的径向速度梯度进行风场反演能够克服在梯度vad技术过程中使用低通滤波导致的误差变大,最终实现对多普勒雷达基站上空风场的精确反演。

2、传统vad技术是对多普勒雷达监测获取的径向速度数据进行处理和分析,推断出风场信息中的垂直和水平风速度分量,从而反演出风速和风向的分布情况,其基本技术原理是在多普勒雷达探测时,在某一固定仰角上做360°圆周扫描以获取固定斜距形成的圆圈上的径向速度来求得所扫描区域的风场特征量。

3、虽然多普勒速度处理通常被看作是一种质量控制程序,但是它更应该属于数据同化的范畴,数据同化通常考虑数据时空分布、观测场和背景场,在梯度vad技术中,观测部分包括径向速度梯度、方位角和径向方向。梯度vad本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于扩展卡尔曼滤波的梯度VAD风场反演方法,其特征在于,所述方法在梯度VAD技术中扩展卡尔曼滤波,将风场的状态视为一个动态的系统,利用雷达观测数据对风场状态进行迭代更新,通过不断重复预测和更新迭代过程,扩展卡尔曼滤波能够取得更准确的风场信息状态估计值,风场反演涉及从雷达观测数据中预处理雷达数据、计算基于雷达基站30KM等距圈径向速度、计算径向速度梯度,并使用EKF对梯度进行状态预测、观测更新、状态更新、迭代优化,最后进行梯度VAD方法的风场反演,从而得到更准确的风速和风向信息,最终实现风场反演的可视化效果,具体包括:

【技术特征摘要】

1.基于扩展卡尔曼滤波的梯度vad风场反演方法,其特征在于,所述方法在梯度vad技术中扩展卡尔曼滤波,将风场的状态视为一个动态的系统,利用雷达观测数据对风场状态进行迭代更新,通过不断重复预测和更新迭代过程,扩展卡尔曼滤波能够取得更准确的风场信息状态估计值,风场反演...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱烨朱雨馨谭思俊魏敏
申请(专利权)人:成都信息工程大学
类型:发明
国别省市:

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