[发明专利]一种海面风场反演的点方式反演方法

权利要求书

1.一种海面风场反演的点方式反演方法，海面风场反演是利用计算机，以及安装在计算机内的海面风场反演系统综合进行的，其特征在于：所述海面风场反演系统包括有MLE目标函数优化单元(1)、风向区间扩展单元(2)和空间滤波单元(3)；

MLE目标函数优化单元(1)对接收到的σ⁰{σ⁰_HH，σ⁰_VV，σ⁰_VH，σ⁰_HV，σ⁰_VHHH，σ⁰_HVVV}中的σ⁰_HH、σ⁰_VV、σ⁰_VHHH和σ⁰_HVVV进行风矢量模糊解反演，从而得到风速、风向模糊解F＝{F₁(w，Φ)，F₂(w，Φ)，F₃(w，Φ)，F₄(w，Φ)}；F₁(w，Φ)表示第一模糊解，F₂(w，Φ)表示第二模糊解，F₃(w，Φ)表示第三模糊解，F₄(w，Φ)表示第四模糊解，w表示利用圆锥扫描极化散射计测得的风速，Φ表示利用圆锥扫描极化散射计测得的风向；

风向区间扩展单元(2)首选依据接收到的第一模糊解F₁(w，Φ)中的风向Φ进行向左和向右扩展处理，从而得到第一风向扩展解f₁[Φ_L，Φ_R]，Φ_L表示第一模糊解F₁(w，Φ)中的风向Φ向左扩展后得到的左边界风向，Φ_R表示第一模糊解F₁(w，Φ)中的风向Φ向右扩展后得到的右边界风向；然后依据接收到的第二模糊解F₂(w，Φ)中的风向Φ进行向左和向右扩展处理，从而得到第二风向扩展解f₂[Φ_L，Φ_R]，Φ_L表示第二模糊解F₂(w，Φ)中的风向Φ向左扩展后得到的左边界风向，Φ_R表示第二模糊解F₂(w，Φ)中的风向Φ向右扩展后得到的右边界风向；最后将f₁[Φ_L，Φ_R]和f₂[Φ_L，Φ_R]输出给空间滤波单元(3)进行滤波处理；

空间滤波单元(3)对接收到的第三模糊解F₃(w，Φ)、第四模糊解F₄(w，Φ)、第一风向扩展解f₁[Φ_L，Φ_R]和第二风向扩展解f₂[Φ_L，Φ_R]进行圆中数风向求取，所述圆中数风向的求取步骤为：

第3-1步：利用第三模糊解F₃(w，Φ)、第四模糊解F₄(w，Φ)、第一风向扩展解f₁[Φ_L，Φ_R]和第二风向扩展解f₂[Φ_L，Φ_R]构建参与滤波的扩展风向数组(即)；在本发明中，所述扩展风向数组的排列方式是按f₁[Φ_L，Φ_R]→f₂[Φ_L，Φ_R]→F₃(w，Φ)→F₄(w，Φ)；

第3-2步：利用风向残差和且对扩展风向数组进行圆中数滤波处理，获得滤波窗口中心圆中数风向；

风向残差和中各字母的物理意义为：

表示滤波窗口中心位置(i，j)处第k个模糊解风向对应的残差和；i表示滤波窗口中心在滤波风场中的行数，j表示滤波窗口中心在滤波风场中的列数；

S表示滤波窗口的长度；

表示扩展风向数组；

θ_mn表示滤波窗口内(m，n)位置处的风向，m表示某点在滤波窗口中的行数，n表示某点在滤波窗口中的列数。

第3-3步：拾取出最小残差和所对应的风向(即最小残差风向)，并将该风向作为滤波窗口的圆中数风向，并记录该风向所对应的索引号；

第3-4步：根据索引号判断该风向属于扩展风向数组的第三模糊解F₃(w，Φ)、第四模糊解F₄(w，Φ)、第一风向扩展解f₁[Φ_L，Φ_R]或者第二风向扩展解f₂[Φ_L，Φ_R]中的哪一个；

第3-5步：如果最小残差风向属于第一风向扩展解f₁[Φ_L，Φ_R]或者第二风向扩展解f₂[Φ_L，Φ_R]，则计算搜索该风向上的目标函数最大值及其对应的风速，并将该风向和计算出的风速作为圆中数模糊解；如果最小残差风向属于第三模糊解F₃(w，Φ)或者第四模糊解F₄(w，Φ)，则直接将该模糊解作为圆中数模糊解；

第3-6步：用圆中数模糊解替换当前滤波窗口中心的模糊解。