[發明專利]一種毫米波測云儀晴空回波自動識別方法及系統

有效

• 申請號: 201811539856.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109343063B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 陶法;胡樹貞;張雪芬;馬舒慶
• 申請（專利權）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 北京崇智知識產權代理有限公司 11605
• 代理人: 程旭輝

1.一種毫米波測云儀晴空回波自動識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取目標區域的回波數據；

對不同區域的反射率因子、速度絕對值和回波高度進行統計，得到初始閾值；

根據所述初始閾值對所述回波數據進行第一次分類，得到初始晴空回波數據和初始云回波數據；

獲取所述毫米波測云儀的信號隨時間幅度變化的數據，即I/Q信號，作為初始輸入信息；

對所述初始輸入信息進行預處理，得到功率譜數據；

對所述功率譜數據進行5級sym8小波變換，去除噪聲后得到濾波后功率譜數據并計算均值，利用均值和所述濾波后功率譜數據的交點作為過零點；

根據所述過零點的數量將所述功率譜數據分成三類；過零點等于2時功率譜為單峰譜，過零點等于4時功率譜為雙峰譜，過零點大于4時功率譜為多峰譜，分別對分類后的功率譜數據進行統計，得到對應每一類所述功率譜數據的判別閾值；

根據所述判別閾值對所述初始晴空回波數據和所述初始云回波數據進行第二次分類，得到二次晴空回波數據和二次云回波數據；

根據所述二次晴空回波數據和所述二次云回波數據的反射率因子進行空間尺度分布統計，得到空間尺度分布的分類閾值；

根據所述分類閾值對所述二次晴空回波數據和所述二次云回波數據進行第三次分類，得到最終晴空回波數據和最終云回波數據。

2.根據權利要求1所述的毫米波測云儀晴空回波自動識別方法，其特征在于，

所述第一次分類的公式為：

ClearEcho＝ClearEcho＝ZVHZ≤Z₀，V≤V₀_abs，H≤H₀；

V≤V₀_abs，H≤H₀；

其中，所述初始閾值為Z₀，V_{0_abs}，H₀；Z表示為反射率因子，V_abs表示為速度絕對值、H表示為回波高度。

3.根據權利要求1或2所述的毫米波測云儀晴空回波自動識別方法，其特征在于，所述預處理包括相干積累、FFT處理和譜平均處理；

所述過零點數量等于2的功率譜數據為單峰譜時，所述分類閾值為功率P₀；

所述過零點數量等于4的功率譜數據為雙峰譜時，所述分類閾值為主副峰功率比R₀；其中主副峰功率比計算公式為P₁為副峰功率，P₂為主峰功率；

所述過零點數量大于4的功率譜數據為多峰譜時，所述分類閾值為功率譜寬度W₀。

4.根據權利要求3所述的毫米波測云儀晴空回波自動識別方法，其特征在于，所述第二次分類的通用公式為：

ClearEcho＝ClearEcho_SP＜P₀；CloudEcho＝CloudEcho_SP≥P₀；

ClearEcho＝ClearEcho_DR＜R₀；CloudEcho＝CloudEcho_DR≥R₀；

ClearEcho＝ClearEcho_MW＜W₀；CloudEcho＝CloudEcho_MW≥W₀；

其中，ClearEcho_S、CloudEcho_S、ClearEcho_D、CloudEcho_D、ClearEcho_M和CloudEcho_M分別為單峰譜、雙峰譜和多峰譜對應的二次晴空回波數據和二次云回波數據，P為功率，W為功率譜寬，所述分類閾值為主副峰功率比R₀。

5.根據權利要求3所述的毫米波測云儀晴空回波自動識別方法，其特征在于，

所述第三次分類的公式為：

其中，所述判別閾值為ρ₀；ρ表示為空間尺度分布，a和b分別表示水平和垂直空間尺度。