[发明专利]一种基于多项式拟合的多普勒天气雷达速度退模糊方法

说明书

本发明公开了一种基于多项式拟合的多普勒天气雷达速度退模糊方法，具体包括如下步骤：对雷达探测到的数据进行处理，获得雷达探测到的不同仰角的极坐标格式的雷达探测速度Vsubgt;o/subgt;；选取初始参考距离圈；径向退模糊处理；在方位距离平面内寻找没有退模糊处理的雷达探测速度Vsubgt;o/subgt;，对没有退模糊处理的进行退模糊处理。本发明初始参考速度是某方位圈上雷达探测速度的多项式拟合值，使得退模糊方法不仅不受假零速度线的干扰，也克服了方位断裂的影响。

技术领域

本发明涉及气象雷达技术领域，具体为一种基于多项式拟合的多普勒天气雷达速度退模糊方法。

背景技术

多普勒天气雷达可利用多普勒效应来探测云雨的强度和移动速度等信息，有“超级千里眼”之称。多普勒天气雷达的探测资料具有很高的时空分辨率和精准度，在中尺度气象业务和研究中具有其他观测资料无可比拟的优势。然而，受到发射波波长和脉冲重复频率的限制，多普勒天气雷达能探测到的最大速度V_N是有限的，当云团的真实移动速度V_r大于这个最大可探测速度后，雷达观测到的速度V_o将出现模糊，即V_o＝V_r+2nV_N，其中n为-3、-2、-1、0、1、2、3这七个整数中的其中之一，且必须满足条件|V_o|≤V_N，其中正速度代表远离雷达，负速度代表朝向雷达。若雷达的最大可正确探测速度V_N＝32m/s，而云团的真实移动速度V_r＝35m/s，则雷达的观测速度V_o＝-29m/s，这里n必须为-1，因为其他的n值都会使得|V_o|＞V_N而不满足条件。可见，雷达速度模糊会使观测速度从真实的正的极大速度突变至负值，或从真实的负的极大速度突变为正值(如附图1)。雷达探测速度的模糊扭曲了云团移动的真实信息，给多普勒雷达速度的应用带来了极大的麻烦。因此，如何对雷达探测速度中的模糊速度进行处理，使其还原成云团移动的真实移动速度(即退模糊)，已在大气探测和遥感领域被广泛关注。

多普勒天气雷达速度退模糊处理是先选定好未受速度模糊影响的参考速度V_ref，然后再通过不断调整n值，使得参考速度附近的速度值V_r＝V_o+2nV_N与参考速度的差的绝对值小于0.8倍最大可探测速度，即|V_r-V_ref|＜0.8V_N。这样，将退模糊处理后的V_r作为新的参考速度V_ref，继续进行点靠点退模糊处理，直到整个雷达探测平面都退模糊完成。在多普勒天气雷达速度退模糊过程中，最开始的参考速度(初始参考速度)的选择是最为关键的过程，不同的选择方法也衍生出了不同的退模糊方法。目前，现有的退模糊方法多是通过搜索弱风参考径向(即某一方位角上，不同距离的探测速度都较弱)来作为初始参考速度。然而，当遇到由地物杂波、速度模糊(如：V_r＝64m/s，V_N＝32m/s，根据V_o＝V_r+2nV_N，则n＝-1，V_o＝0m/s)等原因造成的假零速度线时，这些退模糊方法就可能选择出错误的参考速度，导致退模糊失败甚至错误。此外，当雷达速度场中因建筑物或地形阻挡而出现2个或以上较大方位断裂时(如附图1)，因为方位上的不连续性会导致现有方法退模糊提前结束，导致退模糊不完整。

发明内容

本发明提供了一种基于多项式拟合的多普勒天气雷达速度退模糊方法，通过初始参考速度选择方式的改进，解决了现有方法因雷达速度场存在假零速度线而造成退模糊失败的问题和因雷达速度场存在较大方位断裂而引起退模糊不完整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多项式拟合的多普勒天气雷达速度退模糊方法，具体包括如下步骤：