[发明专利]双频双偏振微波链路联合的雨滴谱反演及降水类型识别方法

摘要

一种双频双偏振微波链路联合的雨滴谱反演及降水类型识别方法，包括如下步骤，基于双频双偏振微波链路的雨致衰减信息反演路径平均降雨强度，首先，利用微波发射机和接收机测得不同频率、不同偏振方向的雨致衰减强度；然后，利用衰减信息反演路径降雨谱参数，最后，利用谱参数计算得到路径降水强度，并进行降水识别；该方法充分挖掘了微波雨致衰减信息，利用反演的手段将雨衰信息转化为降雨信息，具有高时空分辨率的特点。同时，由于采用了联合衰减差分的方法，消除了非降雨因素的影响，提高了反演精度。本方法可以作为降水观测的一种新方法投入到气象观测业务中。

主权项

1.一种双频双偏振微波链路联合的雨滴谱反演及降水类型识别方法，其特征是包括如下步骤，基于双频双偏振微波链路的雨致衰减信息反演路径平均降雨强度，首先，利用微波发射机和接收机测得不同频率、不同偏振方向的雨致衰减强度；然后，利用衰减信息反演路径降雨谱参数，最后，利用谱参数计算得到路径降水强度，并进行降水识别；步骤1反演Gamma雨滴谱参数：利用微波发射机和接收机测得双频段水平和垂直方向的偏振方向的雨致衰减强度，采用联合衰减迭代的方法处理差分衰减信息反演路径降雨谱参数，具体步骤如下：步骤1.1利用微波发射机和接收机测得不同频率微波传输的雨致衰减：单位为dB/km，f₁、f₂为不同频率，对其进行衰减差分处理，得到双频差分衰减率因子：式中，Cext,h是入射波水平偏振时降水粒子的消光截面，其与入射波频率、粒子等效直径等因素有关；D为降水粒子等效直径；N(D)为降水粒子Gamma雨滴谱分布；降水粒子的消光截面Cext,h采用T矩阵进行计算；步骤1.2利用微波发射机和接收机测得同一频率不同偏振方向微波传输的雨致衰减：Ah、Av，h代表水平偏振，v代表垂直偏振；对其进行衰减差分处理，得到双偏振差分衰减因子：式中，Ahv是入射波频率为f1偏振方向分别为水平、垂直方向的双偏振差分衰减因子，Cext,v为入射波垂直偏振时降水粒子的消光截面；步骤1.3联立(1)、(2)式，消除非降雨因素的衰减影响，采用联合衰减迭代算法，联合Gamma雨滴谱分布参数，反演得到Gamma雨滴谱参数；步骤2计算路径降雨强度：基于步骤1得到的Gamma雨滴谱参数，根据公式：计算得到降雨强度，其中V(D)为降水粒子的末速度；步骤3识别降水类型，其具体步骤为：利用步骤1得到的Gamma雨滴谱参数，计算得到双偏振差分衰减因子，对其进行ADR处理，并联合支持向量机(SVM)，根据双偏振差分衰减因子与雨滴形状的关系，识别降水类型。