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专利号: 2019106451591
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种天气雷达空间插值方法,包括如下具体步骤:

1)读取一个天气雷达基数据文件,从该文件中提取基本反射率信息,其中,任一探测点的基本反射率记为 其中,表示雷达探测的仰角,γ表示雷达探测点到雷达中心的距离,即距离库数,ω表示雷达探测的方位角;

2)定义第一雷达数据质量评价指数DQI1:

其中,ds表示当前探测点到雷达中心的距离;T_0和T_ds均为经验阈值,T_0∈[0.01,

0.1],T_ds∈[1km,500km];

定义第二雷达数据质量评价指数DQI2:

其中,area_h表示当前探测点的水平截面面积;T_amin_h和T_amax_h均为经验阈值,T_amin_h∈[0,4km2],T_amax_h∈[5km2,10km2];

定义第三雷达数据质量评价指数DQI3:

其中,area_v表示当前探测点的垂直截面面积;T_amin_v和T_amax_v均为经验阈值,T_amin_v∈[0,8km2],T_amax_v∈[10km2,60km2];

定义第四雷达数据质量评价指数DQI4:

定义第五雷达数据质量评价指数DQI5:

其中,D和D′分别为当前探测点的基本反射率和当前探测点经衰减订正后的基本反射率;T_d_min和T_d_max均为经验阈值,T_d_min∈[1,5],T_d_max∈[6,15];

定义第六雷达数据质量评价指数DQI6:

其中, 为当前探测点 的基本反射率, 为探测点 的基本反射率;

为与仰角 相邻的一个仰角;T_c为经验阈值,T_c∈[15dBZ,30dBZ];

定义第七雷达数据质量评价指数DQI7:

DQI7=σ    公式七

其中,σ为当前探测点数据质量可信度,σ∈[0,1];

3)定义雷达数据质量综合评价指数DQI,DQI按如下公式之一计算:或,

DQI=min[DQI1,DQI2,...,DQI7]    公式九或,

或,

其中,Weighti表示第i雷达数据质量评价指数DQIi的权重系数,Weiggti的取值范围为[0,1),且所有权重系数的累加和应为1;

4)定义经验阈值Dist,Dist取值范围为雷达扫描最大半径的1/4至1/2之间;

对步骤1雷达基数据文件中任一探测点P,当探测点P到雷达中心的距离小于Dist时,选取空间上距离探测点P最近的N1个探测点,分别记为P1、P2、…、PN1,N1∈[2,16],其基本反射率值依次记为D(P1)、D(P2)、…、D(PN1),其对应的数据质量综合评价指标依次记为DQI(P1)、DQI(P2)、…、DQI(PN1);再按下式计算探测点P的数据质量加权空间插值结果:当探测点P到雷达中心的距离大于或等于Dist时,选取空间上距离该点最近的N2个探测点,分别记为P1、P2、…、PN2,N2∈[2,4],其基本反射率值分别记为D(P1)、D(P2)、…、D(PN2),其对应的数据质量综合评价指标分别记为DQI(P1)、DQI(P2)、…、DQI(PN2);再按下式计算该探测点P的数据质量加权空间插值结果:其中,Wi为探测点Pi基于距离的权重系数。

2.根据权利要求1所述的天气雷达空间插值方法,步骤2中当前探测点的水平截面面积area_h按下式计算:其中,ω为当前探测点的方位角;ω′为与ω在同一仰角面上相邻的一个方位角;γ为当前探测点的距离库数;γ′为与当前探测点在同一仰角面、同一方位角上相邻一个探测点的距离库数。

3.根据权利要求1所述的天气雷达空间插值方法,步骤2中当前探测点垂直截面面积area_v按下式计算:其中,为当前探测点的仰角;为与 在同一方位角上相邻的一个仰角;γ为当前探测点的距离库数;γ′为与当前探测点在同一仰角面、同一方位角上相邻一个探测点的距离库数。

4.根据权利要求1-3任一所述的天气雷达空间插值方法,步骤2中当前探测点数据质量可信度σ可根据已有雷达数据质量检验方法或人工主观判定的结果计算得出。

5.根据权利要求4所述的天气雷达空间插值方法,步骤4中探测点Pi基于距离的权重系数按如下公式计算:其中,Di表示探测点P与探测点Pi在三维空间上的距离。