[发明专利]一种星载雷达和地基雷达反射率因子数据三维融合方法

权利要求书

1.一种星载雷达和地基雷达反射率因子数据三维融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取时间上和空间上匹配的星载天气雷达和地基天气雷达数据，匹配时设置一定的空间窗和时间窗；空间窗：以地基天气雷达为中心且与星载天气雷达测绘带所相交的圆形区域，所述圆形区域的半径根据GR数据采样的水平范围确定；时间窗：星载天气雷达扫过匹配空间窗的时间与地基天气雷达开始一次体扫的时间差距在±6min以内；

(2)对匹配的PR和GR反射率因子数据进行质量控制，包括PR数据的衰减订正、PR数据的米散射效应订正和GR数据地物杂波的去除；

(3)基于匹配的PR和GR反射率因子数据进行统计分析，以PR数据为标准，得出GR的系统定标偏差，并对GR反射率因子数据进行系统定标偏差校正；

(4)将匹配的PR和GR反射率因子数据重采样到一个共同的三维笛卡尔坐标系中进行网格化精确配准，在PR数据重采样过程中要对PR数据进行偏移和视差校正，对GR数据进行重采样时采用三次线性插值方法；

(5)基于精确配准的PR和GR反射率因子数据，对GR的静锥区或部分波束阻挡区进行补偿，补偿过程分两步：对PR数据进行总体偏差订正，对GR需补偿的区域在选择的滑动窗口内进行距离加权融合：

第一步：首先对选择窗口内的PR回波进行总体偏差订正，PR总体偏差订正的系数为其中，GR_mean是基于静锥区大小选择的局部窗口内的所有GR反射率因子数据的平均值，PR_mean是相应区域内的PR反射率因子的平均值；

第二步：以静锥区的数据点为中心，选择一个滑动窗，静锥区内的数据点通过对GR静锥区周围的数据点以及相应区域的PR数据进行距离加权融合得到，其计算公式如下：

GRk=PRk+Σi=1nwi(GRi-PRi)Σi=1nwi]]>

上式中，GR_k表示第k个像素对应位置上的GR反射率因子值，GR_i表示第i个像素对应位置上的GR反射率因子值，PR_i表示第i个像素对应位置上的PR反射率因子值，PR_k表示第k个像素对应位置上的PR反射率因子值，n为选择的窗口内观测像素的个数，w_i为选择窗口内第i个观测像素的加权因子，R是窗口内各观测像素到窗口中心的最大距离，r_i是窗口内第i个观测像素到窗口中心像素即第k个像素的距离，r_i²＝(x_i-x_k)²+(y_i-y_k)²，(x_k,y_k)是窗口中心像素的坐标，(x_i,y_i)是窗口内第i个像素的坐标；

(6)空间上，对于重采样后的PR和GR的共同回波区，采用神经网络算法对配准的经过质量控制的PR反射率因子数据和补偿后的GR反射率因子数据进行空间融合；

(7)针对小于17dBZ的弱回波区，通过对弱回波区中GR反射率因子数据进行插值得到；

(8)将步骤(6)中基于神经网络融合得到的三维回波，和步骤(7)中对GR反射率因子数据插值得到的弱回波进行组合，形成完整的三维高分辨率反射率因子回波数据。