[發明專利]基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法

有效

• 申請號: 201710793970.5
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107621637B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 吳曉鋒;唐曉文;王元;沈文強;丁曉麗;徐昕;黃浩
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G06F17/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：引入一個局部約束方程Ur_x+Vr_y＝V_r，其中為實際風場，r_x、r_y為雷達波束方向的單位矢量在x、y方向上的分量，V_r為多普勒徑向速度；以任一點為基準點，在該點附近選擇一個5×5或7×7網格的鄰域并假設該鄰域中所有點的風速相等；將鄰域中各點與基準點的徑向速度差值進行比較，確保選擇的點與基準點差值的絕對值小于臨界值V_th；利用最小二乘法獲得初步反演結果其中A為由鄰域中各點的徑向方向的單位矢量在x、y方向的分量組成的N×2矩陣，B為由鄰域中各點的徑向速度組成的N×1矩陣，N為鄰域中的點數；引入一個全局約束泛函數，通過求解泛函數最小值的方法優化反演結果。

2.如權利要求1所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：所述臨界值V_th通過反演誤差E_OS來確定，所述

其中為給定的實際風場，為反演得到的風場。

3.如權利要求1或2所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：4.0≤V_th≤6.0。

4.如權利要求1或2所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：所述全局約束泛函數為其中為實際風場，V_r為多普勒徑向速度，下標x、y表示變量在x、y方向上的分量，為在局部約束下利用最小二乘法計算得到的初步反演風場；泛函數的第一項為運動約束項，第二項為平滑項，第三項為最小二乘法風速一致性約束項，α和β為拉格朗日系數。

5.如權利要求4所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：α＝5.0，β＝1.0。

6.如權利要求5所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：所述全局約束泛函數可以轉換為歐拉-拉格朗日方程，再通過高斯-賽德爾迭代方程求解其最小值，迭代方稱可以寫成如下形式：

當第n+1次的迭代結果Vⁿ⁺¹與第n次的迭代結果Vⁿ之差小于一個臨界值時，Vⁿ⁺¹即視為所求結果。

7.如權利要求6所述基于單多普勒雷達的切變區風場反演方法，其特征在于：所述臨界值為0.001。