[发明专利]一种毫米波云雷达三维风场反演方法及系统

摘要

本发明涉及一种毫米波云雷达三维风场反演方法及系统，其中，该方法包括控制毫米波云雷达按预设俯仰角的PPI扫描模式进行气象目标探测，对目标探测数据进行信号处理并输出原始径向速度数据；采集信号处理模块输出的原始径向速度数据，并将其打包处理之后传输给主控模块；将打包处理之后的原始径向速度数据进行保存；读取保存在主控模块中的原始径向速度数据并对其进行用预处理，得到可供三维风场反演的径向速度数据；读取可供三维风场反演的径向速度数据，并在预设求解准则下构建反演方程以对对应的目标探测数据进行三维风场反演，得到三维风场速度数据。通过本发明，解决了无法有效且高精度地利用毫米波云雷达得到三维风场产品的问题。

主权项

一种毫米波云雷达三维风场反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：控制毫米波云雷达按预设俯仰角的PPI扫描模式进行气象目标探测，并生成目标探测数据；步骤2：对所述目标探测数据进行信号处理并输出原始径向速度数据；步骤3：采集所述信号处理模块输出的原始径向速度数据，并将其进行打包处理；步骤4：将打包处理之后的原始径向速度数据进行保存；步骤5：读取保存在主控模块中的原始径向速度数据并对其进行用以消除毫米波雷达回波信号的不稳定性的预处理，得到可供三维风场反演的径向速度数据；步骤6：读取所述可供三维风场反演的径向速度数据，并在预设求解准则下构建反演方程以对对应的所述目标探测数据进行三维风场反演，得到三维风场速度数据；所述步骤6具体实现为：步骤6.1：假设扫描控制模块进行气象目标探测得到的不同观测点的方位角分别为β1,β2,......,βM，M为观测点的总个数，建立M行的反演矩阵：其中，VR为降水粒子径向速度，VA为降水粒子径向速度的水平分量，VE为降水粒子径向速度的垂直分量，水平分量进一步可分解为平行于正北方向和垂直于正北方向的两个分量VAN和VAE，β0为水平风向与正北方向的夹角， α为天线仰角，根据关系式XV＝F，即可求出三维风场速度V;步骤6.2：建立反演方程：其中，VR(βj)为方位角为βj的实测径向速度，VR(βj)'为经最小二乘法拟合后得到的在βj处的径向速度；求解方程(1)后，即可解得VAN、VAE及VE此三个方向上的风速分量。