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专利号: 2015100452893
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雷暴预警方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)将大气电场数据作为原始输入信号x(t),依次向原始输入信号x(t)加入m组不同的正态分布白噪声,从而得到m组数据序列xi'(t),i=1,2,...,m。

(2)针对每一组序列xi'(t),找出其极大值和极小值,利用三次样条插值函数拟合出上下包络线,分别得到第1个均值mi,1(t),xi'(t)与mi,1(t)的差值记为hi,1(t),将hi,1(t)作为新的数据序列,检查其是否满足IMF条件,如果不满足,则将用hi,1(t)替换xi'(t)后重新进行步骤(2)k次,直至筛选出满足IMF条件的hi,k+1(t)=hi,k(t)-mi,k+1(t),k≥1;

(3)将满足IMF条件的hi,1(t)或hi,k+1(t)作为第1阶IMF分量ci,1(t),并用加噪序列xi'(t)减去ci,1(t)得到残余数据ri,1(t),用ri,1(t)替换xi'(t)后依次重复进行步骤(2)-(3)n次,直至筛选得到的残余数据ri,n+1(t)=ri,n(t)-ci,n+1(t)为单调时终止,n≥1;

(4)还原原始输入信号x(t),xi'(t)表示成m组IMF分量与残余数据的和形式,原始输入信号x(t)为xi'(t)的总体平均运算,即:其中,ci,j(t)为步骤(3)得到的第i组xi'(t)的第j阶IMF分量;

(5)选定时间尺度,记录IMF分量方差最大值对应的层数的动态变化轨迹,定义时间尺度内IMF分量方差最大值对应的层数上的点为稳定点,其余层数上的点为跳变点,对稳定点和跳变点进行三次样条插值,统计跳变点的变化特征;

(6)设定预警时间和跳变点预警阈值,若跳变点的数量小于等于跳变点预警阈值,则判断在预警时间内没有雷暴,若跳变点的数量大于跳变点预警阈值,则判断在预警时间内有雷暴;进一步地,若跳变点的数量大于跳变点预警值且其IMF分量方差最大值对应的层数整体有递减趋势,则判断在预警时间内有强雷暴,若跳变点的数量大于跳变点预警值且其IMF分量方差最大值对应的层数整体无递减趋势,则判断在预警时间内有弱雷暴。

2.根据权利要求1所述一种雷暴预警方法,其特征在于:步骤(2)中IMF的条件包括:

局部极大值和极小值的点数与零点个数相等或相差1;在任何时间点上下两条包络线的均值要接近于零。

3.根据权利要求1所述一种雷暴预警方法,其特征在于:步骤(5)中的时间尺度为10分钟。

4.根据权利要求3所述一种雷暴预警方法,其特征在于:步骤(6)中的预警时间为1小时。

5.根据权利要求4所述一种雷暴预警方法,其特征在于:步骤(6)中的跳变点预警阈值为3。