技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷達(dá)數(shù)據(jù)采集方法，特別是涉及一種多普勒雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

任何觀測(cè)資料在運(yùn)用前都必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制，這一點(diǎn)對(duì)多普勒雷達(dá)資料更為重要。因?yàn)槭芾走_(dá)自身硬件設(shè)備的限制，其發(fā)射的脈沖重復(fù)頻率有一定的限制，導(dǎo)致雷達(dá)觀測(cè)資料在強(qiáng)風(fēng)條件或低脈沖重復(fù)頻率時(shí)會(huì)出現(xiàn)速度模糊問(wèn)題。

多普勒天氣雷達(dá)能夠測(cè)得最大徑向風(fēng)速度Vmax稱為最大不模糊速度，又稱為Nyquist速度，

其中為λ雷達(dá)發(fā)射電磁波波長(zhǎng)，FPR為脈沖重復(fù)頻率。

當(dāng)實(shí)際的風(fēng)速Vt超過(guò)[-Vmax,+Vmax]范圍時(shí)候，雷達(dá)會(huì)錯(cuò)誤的將其折疊到[-Vmax,+Vmax]范圍內(nèi)，得到為Vr，也就是產(chǎn)生折疊或模糊。那么真實(shí)的徑向速度Vt和觀測(cè)的徑向速度Vr的關(guān)系為：

Vt＝Vr±2nVmax(n＝0,1,2,...)

如果真實(shí)的徑向風(fēng)速Vt滿足|Vt|＜Vmax,n＝0,則Vt＝Vr，如果真實(shí)的徑向風(fēng)速Vt滿足|Vt|＞Vmax,n≠0,則Vt≠Vr，就產(chǎn)生速度模糊，n被稱為Nyquist數(shù)，求解n的過(guò)程就被稱為速度退模糊(去折疊)。

如果將原始的基數(shù)據(jù)以圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于稍知一點(diǎn)速度模糊知識(shí)的人就能很容易從多普勒雷達(dá)徑向風(fēng)圖像上直觀地找出模糊區(qū)域。那么如果能用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的思維，也就能很容易將模糊區(qū)找到并加以糾正。首先將數(shù)據(jù)畫(huà)成圖像，再將圖像分割分成許多像素，然后再將這些像素相互比較進(jìn)行融合成一些區(qū)域，再尋找過(guò)雷達(dá)的“零線區(qū)”，然后將它和相鄰的區(qū)域進(jìn)行比較糾正，再利用遞歸規(guī)則將剩下所有的區(qū)域都進(jìn)行比較和糾正。

在業(yè)務(wù)平臺(tái)中，面對(duì)大批量的雷達(dá)資料，一個(gè)自動(dòng)的、高效的退模糊方法一直是科研工作者苦苦探索的難題之一。在速度模糊技術(shù)的研究方面，過(guò)去的幾十年里，已發(fā)展了多種退模糊方法(見(jiàn)參考文獻(xiàn)1-11)。這些方法中，退模糊的途徑大體可以分為兩類：第一，連續(xù)性檢測(cè)，主要依據(jù)是大氣風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間和空間分布應(yīng)該有一定的連續(xù)性，通過(guò)檢測(cè)相鄰點(diǎn)(空間或時(shí)間)觀測(cè)的雷達(dá)速度的躍度來(lái)判斷是否存在模糊現(xiàn)象?；谶@個(gè)原理的方法對(duì)起始點(diǎn)退模糊值的正確與否非常敏感，一個(gè)錯(cuò)誤的起始值可能導(dǎo)致大范圍的退模糊錯(cuò)誤，此外，對(duì)缺測(cè)較多的區(qū)域或者孤立區(qū)域，這種方法也有困難。第二，參考值檢測(cè)。基本思想是利用同一觀測(cè)區(qū)域中其他已知的風(fēng)觀測(cè)值來(lái)作為退模糊的參考值，這個(gè)已知的觀測(cè)值可以由其他觀測(cè)工具(如另一已退模糊雷達(dá)資料，探空觀測(cè)，模式結(jié)果等)或者通過(guò)其他方法(目前普遍使用改進(jìn)的VAD方法)從資料自身獲得。這類方法不受缺測(cè)資料的影響，但是要從雷達(dá)觀測(cè)資料自身求取好的基準(zhǔn)值也不是一件容易的事。第三種就是將上述兩個(gè)途徑結(jié)合一起。

以上方法都是基于原始的雷達(dá)基數(shù)據(jù)并且基本原理大多數(shù)都是需要一個(gè)正確的參考值，然后根據(jù)連續(xù)性檢測(cè)一個(gè)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行訂正。如果參考值錯(cuò)誤則全盤(pán)皆輸，另外一個(gè)一個(gè)點(diǎn)的訂正需很費(fèi)機(jī)時(shí)，在業(yè)務(wù)中使用很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便的基于圖像識(shí)別的多普勒雷達(dá)徑向速度退模糊方法。

技術(shù)負(fù)責(zé)人： 楊毅  大氣科學(xué)學(xué)院