[發明專利]一種用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法

有效

• 申請號: 202110031015.4
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112731567B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 楊濤;洪岱;鄭鑫;李振亞;師鵬飛;秦友偉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14;G01N22/04;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發明公開了一種用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法，包括以下步驟：（1），選取降雨時段作為訓練集，并獲得時段微波鏈路L₁以及標記獲取距離L₁鏈路最近的兩條鏈路L₂、L₃微波信號接收端的微波衰減信號強度數據；（2），將鄰近鏈路L₂、L₃微波信號衰減數據作為空間數據與L₁鏈路微波信號衰減數據反距離平方加權計算獲得新的時間數據序列{x₁,x₂,x₃...}；（3），干濕結果使用線性函數表征：，其中w_i是權重系數，??是偏差系數；（4），訓練好的模型對微波衰減數據進行干濕判別。本發明的一種用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法，提出時空協同判別的改進，能夠實現對超高頻微波監測降雨的數據快速且更精準的干濕判別。

技術領域

本發明涉及一種用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法，屬于氣象因子監測技術領域。

背景技術

高精度的降雨監測資料是實現水旱災害防治、水文氣象領域研究以及政府綜合治理決策的前提。微波通信信號衰變反演雨強是一種新型的降雨監測技術，使用微波通信信號衰變反演雨強需要對微波衰減信號的干濕期進行精準判別。然而干濕期判別難度較大，會影響微波反演雨強精度，限制微波監測降水這項技術的推廣使用。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法，提出時空協同判別的改進，能夠實現對超高頻微波監測降雨的數據快速且更精準的干濕判別。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的用于超高頻微波的時空協同干濕增強判別方法，包括以下步驟：

(1)，選取降雨時段作為訓練集，并獲得時段微波鏈路L₁以及標記獲取距離L₁鏈路最近的兩條鏈路L₂、L₃微波信號接收端的微波衰減信號強度數據，并對信號強度數據進行初步處理，獲得初步L₁鏈路微波衰減信號數據序列{a₁,a₂,a₃...},L₂鏈路微波衰減信號數據序列{b₁,b₂,b₃...},L₃鏈路微波衰減信號數據序列{c₁,c₂,c₃...}；

(2)，將鄰近鏈路L₂、L₃微波信號衰減數據作為空間數據與L₁鏈路微波信號衰減數據反距離平方加權計算獲得新的時間數據序列{x₁,x₂,x₃...}。

(3)，干濕結果使用線性函數表征：f(x)^*＝∑_i＝1w_ix_i+α，其中w_i是權重系數，α是偏差系數，

將f(x)的結果進行分類，引入Sigmoid函數作為單位階躍函數y：

做變換可得：

用交叉熵代價函數為損失函數，對訓練集所有樣本而言，共同造成的損失函數均值J_θ(X)，其中θ為未知參數：

用最小梯度法迭代訓練獲得適合的w_i和α值：