[发明专利]一种基于云感知的应急通信处理系统

权利要求书

1.一种基于云感知的应急通信处理系统，其特征在于，该系统由以下部分组成：

云端中心，实时感知环境数据，并对数据进行分析处理和存储；

同化预报中心，通过多源4D-WRF-EnSRF资料同化系统，将获取的环境数据进行同化；

预警信息发布平台，通过网络实现对同化预报中心的信息进行发布；

初步分析处理包括EnKF分析，具体如下：

(3.1)初始时刻的大气状态的先验估计模式背景场x₀被积分到第一个获得观测值的时刻t_k，t_k的预报场即为该时刻的背景场将这个背景场投影到观测空间后得到的先验观测向量与仪器观测数据向量之间的差值其中，H为从模式空间向观测空间的投影，是观测向量；

(3.2)通过背景场和观测误差的统计信息来得到某一时刻基于该时刻的背景场和观测的最优估计，以b和o分别表示观测要素的背景场和观测场，对于t时刻环境要素准确值为x_t,其相应的背景场数值x_b和观测场数值x_o满足：

x_b＝x_t+e_b x_o＝x_t+e_o

式中，e_b和e_o分别是背景场和观测的误差，此时，假设这两个误差是无偏的并且相互独立，则真实状态x_t在上述已知条件下的最优估计x_a可以通过线性组合得到：

x_a＝w_bx_b+w_ox_o

式中，w_b和w_o分别是背景场和观测的权重，最优估计x_a达到最优的条件是以上两个权重的组合能够使得x_a的方差达到最小，即：

w_b+w_o＝1

对着两个权重进行求导并使导数值为0，就可以得到使得分析场最小化的解，分别为：

式中，和分别为背景场数据和观测数据的对应方差，将该公式应用于多源大气环境，当a,b,o作下标时表示单源大气环境，只针对单一气象要素，作为上标时表示多源大气环境，针对多种气象要素，将各气象要素用一个矩阵进行表示，则其形式变为：

x^a＝x^b+W[y+H(x^b)]

式中，x^a和x^b分别为多元大气环境下分析场和背景场的N维大气状态向量，y为观测向量，H为大气状态向量向观测向量的投影，W为权重矩阵，其中权重W为：

W＝(HP^bH^T+R^T)^-1P^bH^T

式中，P^b为背景误差协方差，R为观测误差协方差。

2.根据权利要求1所述的一种基于云感知的应急通信处理系统，其特征在于，所述实时感知环境数据，并对数据进行分析处理和存储方法如下：云端中心通过云感知将现场数据汇集并进行初步分析处理，并将初步分析处理的数据发送到基于云架构服务器的云存储中心进行存储；并且，云端中心对汇集的现场态势进行分析处理，提供可视化、透明化的数据分析结果，同时协调管理各部门向云端中心的数据请求，实现数据共享。