[发明专利]一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法

权利要求书

1.一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

1)NDBC浮标数据预处理；

2)根据步骤1)的结果，将每个风场数据表示为向量形式，构建验证风场数据集合A_N；

3)HY-2A散射计数据预处理，得到后向散射数据集合S；

4)建立初始值为0km，步长值为5km，最大值为50km的搜索范围序列T_K，其中T₁＝0，T₅₀＝50，即参与计算单元风场的后向散射系数的空间范围；

5)根据步骤2)的结果，遍历集合A_N中所有向量，提取步骤3)集合S中对应的散射计数据；

6)对序列T_K进行归一化处理，步长值为0.02，则得到T，包括T₁＝0，T₅₀＝1；

7)根据步骤5)的结果，遍历集合A_N计算风场反演误差，确定最优搜索范围值；对第n个风向量A_n，计算对应集合B_n中风速、风向值与A_n值的绝对误差并进行归一化处理，得到误差数组e_n∈(0,1)，其中，n为正整数，满足1≤n≤N；绘制e_N和T_K的散点图，拟合曲线，沿45°方向搜索最小值，其对应的序列值即为最优搜索范围值。

2.如权利要求1所述一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，其特征在于在步骤1)中，所述NDBC浮标数据预处理的方法为：剔除单站位风数据中的空值和非法值，得到的每个有效单站位风场数据均包含数据采集时间、位置、风速和风向信息。

3.如权利要求1所述一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，其特征在于在步骤2)中，所述构建验证风场数据集合的方法：将步骤1)得到的单个站位风数据表示为向量A，包括time，lon，lat，ws，wd；其中，time是风数据的采集时间，lon是该时刻风数据的经度，lat是该时刻风数据的纬度，ws是该时刻的风速，wd是该时刻的风向；第n个向量A_n包括time_n，lon_n，lat_n，ws_n，wd_n对应于步骤1)结果中的第n个单站位风数据，其采集时间为time_n，采集位置为lon_n，lat_n，风速为ws_n，风向为wd_n，其中，n为正整数，满足1≤n≤N；所有向量构成了实测风向量集合A_N，N为向量的个数。

4.如权利要求1所述一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，其特征在于在步骤3)中，所述HY-2A散射计数据预处理的方法为：剔除散射计数据中的空值和非法值。

5.如权利要求1所述一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，其特征在于在步骤5)中，所述提取散射计数据的具体方法为：对于集合A_N中第n个向量A_n包括time_n，lon_n，lat_n，ws_n，wd_n，其采集时间为time_n，位置M为lon_n，lat_n，风速为ws_n，风向为wd_n，其中，n为正整数，满足1≤n≤N；在步骤3)结果集合S中选取采集时间为time_n时刻，覆盖位置M包括lon_n，lat_n的散射计后向散射条带，以位置M包括lon_n，lat_n为中心，以序列T_K为半径范围，分别提取范围内所有后向散射系数并反演风场，得到了对应于向量A_n的序列风场集合B_n，包括T_K，ws_K，wd_K，T_K是搜索范围半径序列，ws_K是风速序列，wd_K是风向序列，第n个集合的风场序列中第k项对应的风向量为B_nk，包括T_k、ws_k、wd_k，T_k是第k个搜索范围半径，ws_k是第k个风速，wd_k是第k个风向，其中，n和k为正整数，满足1≤n≤N和1≤k≤K，向量A_n和序列风场集合B_n为一一对应的关系；若散射计无数据，则删除A_N中的第n个向量A_n，遍历A_N中所有向量后，得到散射计风场序列集合组B_N。