[发明专利]一种S波段天气雷达和Ka波段云雷达的反射率融合方法

权利要求书

1.一种S波段天气雷达和Ka波段云雷达的反射率融合方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、S波段天气雷达质量控制和三维分层格点化

S11、基数据解析

S波段天气雷达6分钟完成1次体扫并生成1个基数据文件；包括9个仰角和360个方位角，其中仰角对应0.5°、1.5°、2.5°、3.5°、4.5°、5.5°、10°、15°、19°；方位角范围在0-360°，间隔1°；雷达的水平和垂直波束宽度均为1°；有效探测距离为210km，距离库为300m；按照雷达约定格式读取逐个仰角的反射率数据；

S12、天气雷达反射率数据质量控制

去掉非回波，去掉各仰角面上分散孤立的回波，进行同一仰角水平纹理质量控制，进行低仰角垂直差值质量控制；

S13、三维分层格点化

雷达球坐标系转换成笛卡尔坐标系；将雷达的仰角、方位角、斜距转换成经度、纬度、高度，对雷达各仰角上的反射率进行三维分层格点化；水平分辨率为0.003°×0.003°；垂直层次由1-10km，间隔1km；雷达探测距离为210km；结合水平分辨率，定好笛卡尔坐标系中的东西方向起始和终止经度、南北方向起始和终止纬度以及相应的水平网格点；

综合雷达波束宽度，逐仰角逐方位计算反射率所在位置对应的经度、纬度、高度区域；在垂直方向上采用线性插值，得到规定高度上反射率对应的经度和纬度区域；在水平方向上，如果指定高度的一个格点对应多个仰角和方位角数据，取反射率最大值作为该格点反射率；

S2、ka波段天气雷达质量控制、反射率衰减订正、三维分层格点化

S21、基数据解析

Ka波段云雷达8分钟完成1次体扫并生成1个基数据文件；包括7个仰角和360个方位角，其中仰角对应5°、10°、20°、30°、40°、50°、80°；方位角范围在0-360°，间隔1°；雷达的水平和垂直波束宽度均为0.4°；有效探测距离为30km，距离库为30m；按照云雷达约定格式获取逐个仰角的反射率数据；

S22、云雷达反射率质量控制

去掉40°以下仰角面上高度较低的雷达反射率回波数据；去掉非回波，去掉各仰角面上分散孤立的回波，进行同一仰角水平纹理质量控制，进行低仰角垂直差值质量控制；

S23、反射率衰减订正

采用逐库订正的方法，订正云水含量较多以及降水对云雷达反射率的衰减；

S24、三维分层格点化

雷达球坐标系转换成笛卡尔坐标系，将雷达的仰角、方位角、斜距转换成经度、纬度、高度，对雷达各仰角上的反射率进行三维分层格点化；水平分辨率为0.003°×0.003°；垂直层次由1-5km，间隔1km；结合水平分辨率，定好笛卡尔坐标系中的东西方向起始和终止经度、南北方向起始和终止纬度以及相应的水平网格点；

不考虑雷达波束宽度，逐仰角逐方位计算反射率所在位置对应的经度、纬度、高度区域；在垂直方向上采用线性插值，得到规定高度上反射率对应的经度和纬度区域；在水平方向上，如果指定高度的一个格点对应多个仰角和方位角数据，取反射率最大值作为该格点反射率；

S3、两部雷达反射率融合及产品输出：

S31、两部雷达反射率融合处理

在天气雷达和云雷达布站时，云雷达位于天气雷达探测区域内部；针对垂直1-5km分层反射率重合区域，采用最大值方法进行处理；即同一格点对应两部雷达反射率值，取值最大的雷达反射率权重设为1，另一部雷达权重设为0，进行权重求和得到分层反射率值；

组合反射率为单层产品；对水平方向上的每一个格点，沿1-10km取该格点对应的反射率最大值，生成组合反射率产品；

S32、融合产品存储及输出

将三维分层格点反射率和组合反射率产品规定为short类型，然后写成netcdf-4格式，并利用netcdf的压缩方案存储反射率产品。

2.如权利要求1所述的S波段天气雷达和Ka波段云雷达的反射率融合方法，其特征在于，所述步骤S12中去掉非回波的过程为：

去掉10°以下仰角面上高度较低的雷达反射率回波，非回波定为小于1dBZ或大于80dBZ的数据，将对应仰角面上高度小于500m的反射率回波去除，式(1)中H为回波高度，h是雷达所在海拔高度，R对应雷达探测斜距，δ对应仰角；

H＝h+Rsinδ (1)。