[发明专利]一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法

说明书

本发明公开了一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法，该方法通过测量微波链路电平信号，提取降雨相关衰减和干湿期指数的时序数据作为特征量；结合天线沾湿损耗的时序数据，建立训练集；基于时序动态记忆算法建立天线沾湿损耗确定模型，实现对天线沾湿损耗效应的实时动态监测。本发明充分利用了天线沾湿损耗连续变化的特点，实现对天线沾湿损耗的实时精准测量；同时，该方法在应用过程中只需根据微波链路自身记录的时序电平参量即可确定实时天线沾湿损耗变化情况，进而极大地降低了雨致衰减提取过程中的不确定性，有助于进一步提高微波链路定量降水反演的精度。

技术领域

本发明属于降水信息微波遥感测量技术领域，特别是涉及一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗实时确定方法。

背景技术

由于水资源危机以及极端降水灾害日趋频繁，对降水准确监测的需求越来越迫切。然而传统的降水监测手段还难以实现大范围、高时空分辨率、近地面降水信息监测：雨量计和雨滴谱仪可以精准测量降水量和降水谱分布，但是空间代表性差；天气雷达可以探测三维云雨信息，但受地面杂波影响无法实现近地面降水信息监测；测雨卫星可以实现全球范围内降水信息监测，但其时空分辨率低，无法满足精确降水信息监测的需求。

近年来随着通信技术的发展，关于微波链路的降水信息监测技术越来越受到关注，该方法具有成本低、时空分辨率高、采样对象近地面等优点，已成为传统降水探测手段的有效补充手段。微波链路测量降水的主要原理是从微波链路总衰减中提取出雨致衰减部分，进而实现降水强度、谱分布、降水类型等信息的探测。然而，微波链路的衰减除了雨致衰减，还会由于降雨沾湿了微波天线而带来额外损耗。其次，微波天线上沾湿水层的厚度、时间不同，沾湿损耗也各不相同，现有微波链路测雨方法中尚未考虑这一损耗，从而给降雨反演带来一定的误差。为了保证微波链路反演降雨的准确性，有必要确定并剔除天线沾湿带来的额外损耗。

因此，寻找一种能够剔除天线沾湿带来的额外损耗，实现大范围、高时空分辨率、近地面降水信息监测的方法成为研究人员关注的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法，实现对天线沾湿损耗效应的动态监测，该方法仅需单链路微波衰减信息，即可准确测量天线沾湿损耗的实时变化情况，进而提高路径雨致衰减的测量精度，可广泛应用于微波链路定量降水监测等气象信息遥感领域。

为实现上述目的，本发明提出一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法，具体包括以下步骤：

S1、利用微波链路的电平信号，得到降雨相关衰减、干湿期指数和天线沾湿损耗；

S2、基于所述降雨相关衰减和干湿期指数的时序数据，得到天线沾湿损耗的特征量；基于所述沾湿损耗的时序数据，得到天线沾湿损耗的真值；

S3、将多次降水事件的天线沾湿损耗的特征量和天线沾湿损耗的真值进行结合，构建天线沾湿损耗确定模型的训练集；

S4、基于时序动态记忆算法，构建天线沾湿损耗确定模型，对天线沾湿损耗效应进行实时动态监测。

优选地，所述步骤S1具体为：

S11、设置微波链路参数，并采集第k分钟时发射机所发出的平均发射功率和接收机所接收的平均接收功率；

S12、基于所述平均发射功率和所述平均接收功率，得到第k分钟的微波链路总衰减；

S13、基于基线衰减确定方法，剔除第k分钟时所述微波链路总衰减中的非降雨因素相关衰减，得到第k分钟的降雨相关衰减；

S14、基于干湿期区分方法，得到第k分钟的干湿期指数；

S15、剔除第k分钟时所述微波链路总衰减中的路径雨致衰减，得到第k分钟的天线沾湿损耗。