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变分多普勒雷达分析系统对北京一次强降水过程的短时预报能力初探 被引量:10
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作者 耿建军 肖现 +2 位作者 王迎春 顾松山 SunJuanzhen 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期730-736,共7页
利用四维变分多普勒雷达资料分析系统对2008年7月30日北京一次强降水过程反演得到的风场和微物理场进行分析,针对本过程中东段回波减弱消散、强降水区的确定、降水回波的转向几个短时临近预报关键点进行讨论,得出如下初步结论:1)在东段... 利用四维变分多普勒雷达资料分析系统对2008年7月30日北京一次强降水过程反演得到的风场和微物理场进行分析,针对本过程中东段回波减弱消散、强降水区的确定、降水回波的转向几个短时临近预报关键点进行讨论,得出如下初步结论:1)在东段降水回波减弱消散前的12~24min,其对应的4.7km高度扰动温度场正值区出现"U"形中空结构,甚至在中空结构中有负值区出现,同时1.7km高度垂直速度场有上升气流与下沉气流分离的现象;2)如果4.7km高度扰动温度场的相对大值区在某地区持续时间较长(2h左右)或者某区域扰动温度迅速增加且出现大值中心(大于2℃)并维持,那么该区域未来1~2h内出现较强降水的可能性较大;3)降水回波的转向是受到1.7km高度在密云、平谷境内出现的反气旋型环流西部气流的引导,而该环流的出现则是北京西部持续强降水区的辐合上升气流在中高层水平输送到北京东部的密云、平谷境内并在该处形成下沉辐散的反气旋型环流反作用于降水回波所致,环流的形成早于回波转向约1h。 展开更多
关键词 变分多普勒雷达分析系统 强降水短时预报 扰动温度 回波转向
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多普勒雷达四维变分分析系统概述 被引量:21
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作者 顾建峰 薛纪善 颜宏 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期1-13,共13页
NCAR(NationalCenterforAtmosphericResearch)在1990年代发展起来的多普勒雷达四维变分分析系统(Thefour-dimensionalVariationalDopplerRadarAnalysisSystem,简称VDRAS),采用四维变分(4D-VAR)资料同化技术和云尺度数值模式及其伴随模式... NCAR(NationalCenterforAtmosphericResearch)在1990年代发展起来的多普勒雷达四维变分分析系统(Thefour-dimensionalVariationalDopplerRadarAnalysisSystem,简称VDRAS),采用四维变分(4D-VAR)资料同化技术和云尺度数值模式及其伴随模式,利用单部或多部多普勒雷达观测资料,反演对流尺度风暴的动力结构和微物理结构,包括三维风场、温度场、气压场和微物理量场。本文介绍了VDRAS的基本原理、个例试验和实时运行等概况,旨在随着我国新一代天气雷达建设的逐步完成,为应用我国新一代天气雷达的观测资料,开展4D-VAR方法的研究和应用提供一些参考或借鉴。 展开更多
关键词 多普勒雷达 四维 资料同化
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新一代多普勒天气雷达(CINRAD/CD)方位伺服系统典型故障分析及处理 被引量:19
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作者 李明元 陈明林 +2 位作者 左经纯 王怀林 刘建国 《气象》 CSCD 北大核心 2012年第1期123-128,共6页
根据方位伺服系统工作原理、故障现象和故障原因,对遵义新一代多普勒天气雷达运行7年多来10次发生的方位伺服系统故障维修工作进行归纳总结。认为:(1)遵义雷达出现的方位伺服系统故障可以归纳为5类典型故障,并对应找出具体维修措施;(2)... 根据方位伺服系统工作原理、故障现象和故障原因,对遵义新一代多普勒天气雷达运行7年多来10次发生的方位伺服系统故障维修工作进行归纳总结。认为:(1)遵义雷达出现的方位伺服系统故障可以归纳为5类典型故障,并对应找出具体维修措施;(2)方位伺服系统组成部件较多,而且分布在多个不同地方,检修工作难度大,维修人员需要掌握系统的组成和工作原理,然后进行分级判断和故障定位;(3)方位伺服系统维修常用检查仪器主要是示波器和三相万用表,因此要求技术保障人员熟练使用;(4)从发生故障部位来看,主要集中在方位驱动分机内,因此需要重点掌握方位驱动分机工作原理和分机内各部件工作原理,对应的检测参数和测量值,特别要记住一些检测波形。总之,随着雷达使用年限的增加,雷达设备故障率在增加,而故障维修工作纷繁复杂,如何保证较高的雷达可利用率,这就要求台站人员在了解技术说明书、原理图的基础上,在每次故障维修过程中及时总结各种故障维修措施,积累维修经验。 展开更多
关键词 新一代多普勒天气雷达(CINRAD/CD) 方位伺服系统 故障分析 维修措施
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基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法 被引量:1
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作者 陈齐乐 钱鹏飞 +2 位作者 孔志杰 乔彩霞 张睿恒 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2076-2084,共9页
针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号... 针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号的频域窄带特性,通过极大极小惩罚项和2阶变分惩罚项分别约束中频信号中的目标回波脉冲串分量和干扰分量,设计了基于交替方向乘子法的迭代算法求解优化问题各分量。保留目标回波脉冲串分量,滤除扫频中频分量,从而抑制干扰对雷达的影响,并通过仿真和实测数据验证方法的有效性。研究结果表明:所提抗干扰方法在信干比-20 dB扫频式干扰作用下能够有效抑制扫频式干扰对PD雷达的影响,显著提高PD雷达的抗干扰性能。 展开更多
关键词 脉冲多普勒雷达 扫频式干扰 抗干扰方法 信号 交替方向乘子法
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基于变分模态分解与优选的超高分辨ISAR成像微多普勒抑制方法 被引量:3
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作者 李中余 桂亮 +4 位作者 海宇 武俊杰 王党卫 王安乐 杨建宇 《雷达学报(中英文)》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期852-865,共14页
逆合成孔径雷达(ISAR)在对空中目标成像时,目标自身的转动、振动等局部微动将产生微多普勒效应,回波将附加额外的多普勒调制,造成频谱展宽。在超高分辨条件下,这一微动特性将会影响主体散射点的聚焦,导致目标图像局部散焦模糊,严重影响... 逆合成孔径雷达(ISAR)在对空中目标成像时,目标自身的转动、振动等局部微动将产生微多普勒效应,回波将附加额外的多普勒调制,造成频谱展宽。在超高分辨条件下,这一微动特性将会影响主体散射点的聚焦,导致目标图像局部散焦模糊,严重影响成像质量。并且,微多普勒相位还具有时变非平稳特性,难以从ISAR目标回波中准确估计或分离出微多普勒。为了解决上述问题,该文利用目标主体回波和微多普勒分量的时频分布差异,提出一种基于变分模态分解(VMD)与优选的非参数化方法抑制了回波中的微多普勒分量,消除了微多普勒对成像的影响,获得超高分辨率的无人机ISAR成像结果。该文首先引入VMD算法并将其扩展到复数域,将ISAR目标回波数据沿方位向分解为若干个中心频率均匀分布于多普勒采样带宽中的模函数,在此基础上利用图像熵指标优化分解参数和筛选成像模态,以保证微多普勒的良好抑制和主体回波的较完整保留。与现有基于经验模态分解(EMD)和局部均值分解(LMD)的方法相比,所提方法在超大带宽条件下对旋翼微动引起的微多普勒干扰有着更为出色的抑制效果,而且对机身部分的保留更为完整。最后,通过仿真对比和超宽带微波光子ISAR无人机实测数据处理,证明了该文所提方法的有效性和优势。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达 多普勒 模态 最小熵 时频分析
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多普勒雷达风廓线的反演及变分同化试验 被引量:33
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作者 李华宏 薛纪善 +1 位作者 王曼 杨明 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期50-57,共8页
为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中,使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验。结果表明:VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好,验证了用VAD技术反演风廓线的可行性。用GRAPES-Meso模式... 为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中,使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验。结果表明:VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好,验证了用VAD技术反演风廓线的可行性。用GRAPES-Meso模式的三维变分同化系统对雷达风廓线资料进行同化后,风场的初始场明显改善,降水强度和落区预报也有不同程度的改善。其中,对6 h降水预报的改善明显优于对24 h的预报改善。另外,在短时强降水预报中,雷达风场资料的同化频率和同化窗口的不同,对降水预报的改善情况也有所差异。在个例研究中,同化间隔为1 h的方案6 h降水预报要优于同化间隔为3 h和6 h的方案,同化窗口为3 h的试验方案6 h降水预报要好于同化窗口为6 h的试验方案。 展开更多
关键词 多普勒雷达 风廓线反演 同化 GRAPE-Meso模式
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多普勒雷达风场信息变分同化的试验研究 被引量:58
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作者 万齐林 薛纪善 庄世宇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期129-145,共17页
文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作... 文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作为风矢量的一个分量,不能为反演风矢量提供足够的信息。如果三维变分同化系统仅仅同化径向风速,所存在的不确定性将可能会给所反演的风场带来错误。文中提出的方案,不仅同化雷达径向风速,还同化雷达回波的移动信息,其关键是将雷达回波强度时空变化转换成一个新的雷达观测变量———雷达“视风速”。由于“视风速”是包含风场信息的变量,这在三维变分同化系统中增加了风场探测信息。通过联合利用“视风速”和径向风速,由单一径向风速确定风矢量所带来的不确定性可以被克服。使用中国气象科学研究院数值预报研究中心开发的三维变分同化系统(GRAPES-3Dvar)和广东省新一代天气雷达的监测资料进行了实例试验,结果表明本技术方案能够对获取大气系统结构是有用和有效的,也可用于形成模式初始场,这对中尺度天气预报是有作用的。 展开更多
关键词 同化 试验研究 多普勒雷达 中国气象科学研究院 多普勒天气雷达 新一代天气雷达 雷达回波强度 技术方案 大气风场 不确定性 风矢量 覆盖范围 雷达数据 移动信息 雷达观测 时空 风场探测 联合利用 监测资料 研究中心
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多普勒雷达资料四维变分同化 被引量:16
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作者 杨艳蓉 李柏 张沛源 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期95-110,共16页
文章从理论上分析了多普勒雷达资料的四维同化。阐述多普勒雷达资料四维同化的主要过程及其基本思路。着重论述多普勒雷达资料四维变分分析系统 ( 4D VDRAS)的原理和方法 ,以及价值函数 ,共轭方程、伴随方程和多普勒雷达数据处理、Barne... 文章从理论上分析了多普勒雷达资料的四维同化。阐述多普勒雷达资料四维同化的主要过程及其基本思路。着重论述多普勒雷达资料四维变分分析系统 ( 4D VDRAS)的原理和方法 ,以及价值函数 ,共轭方程、伴随方程和多普勒雷达数据处理、Barnes插值技术和 4D 展开更多
关键词 多普勒雷达 价值函数 四维同化 数据处理
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三维变分和物理初始化方法相结合同化多普勒雷达资料的试验研究 被引量:24
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作者 杨毅 邱崇践 +1 位作者 龚建东 黄静 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期479-488,共10页
以美国新近研发的天气研究预报模式(WRF)配置的三维变分(3D-Var)同化系统WRF3D-Var为平台,结合物理初始化方法(Physical Initialization,简称PI)来同化多普勒雷达径向风和回波强度观测资料。其基本做法是首先用物理初始化方法由雷达回... 以美国新近研发的天气研究预报模式(WRF)配置的三维变分(3D-Var)同化系统WRF3D-Var为平台,结合物理初始化方法(Physical Initialization,简称PI)来同化多普勒雷达径向风和回波强度观测资料。其基本做法是首先用物理初始化方法由雷达回波资料估计出比湿、云水混合比和垂直速度,然后用估计的比湿和云水混合比对模式的相应变量进行调整,最后再将估计出的垂直速度作为一种新的观测类型添加到现有的WRF3D-Var目标函数中,同时以WRF3D-Var提供的方法直接同化径向风。针对2002年6月19日的一次强对流性降水过程和2003年7月5日的一次梅雨锋暴雨过程进行了一组同化多普勒雷达径向风和回波资料的试验研究。同化结果表明:分析变量的增量场和观测的雷达回波有很好的对应关系。在雷达回波区,有正的比湿增量、云水含量增量和垂直速度增量,并且水平风增量在此辐合;在没有雷达回波的地方有负的垂直速度增量。预报结果表明,调整云水含量对降水预报改善不明显,调整比湿对降水预报改进明显,直接用物理初始化估计出的垂直速度替代模式的初始垂直速度,对降水预报改进不明显,但以新的方案同化雷达资料能有效地缩短模式的起转时间(spin-uptime),明显改进短时降水预报。 展开更多
关键词 三维 物理初始化 同化 多普勒雷达
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应用单多普勒雷达资料反演风场作暴雨中尺度分析 被引量:11
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作者 陈列 寿绍文 +1 位作者 林开平 李柏 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期358-363,共6页
针对 2 0 0 2年 6月 2 3日发生在安徽西部的一次暴雨过程 ,以有限的探空资料作为大尺度背景场 ,应用合肥 CINRAD- 98D多普勒雷达资料 ,通过准四维变分分析方法进行反演 ,获得了不易被常规探测到的中小尺度三维风场 ,由此分析了引起强降... 针对 2 0 0 2年 6月 2 3日发生在安徽西部的一次暴雨过程 ,以有限的探空资料作为大尺度背景场 ,应用合肥 CINRAD- 98D多普勒雷达资料 ,通过准四维变分分析方法进行反演 ,获得了不易被常规探测到的中小尺度三维风场 ,由此分析了引起强降水的中尺度天气系统。指出暴雨中心位于风速切变的下方 ,同时上空也伴随辐合中心 ,以及正涡度极大值。分析结果表明 ,变分法是一种较为准确的从雷达资料中提取三维风场的方法。利用雷达资料反映中尺度天气系统 ,同时又加入大尺度的背景场作为基础 ,两者相互弥补 ,能较真实地反映实际天气状况。在气象预报中有效地应用多普勒雷达资料 ,有助于研究更为细致的中小尺度天气系统结构 ,而且也可为中小尺度数值预报模式提供准确的初始场。 展开更多
关键词 中小尺度三维风场 暴雨过程分析 降水 中尺度天气分析 准四维分析方法 多普勒雷达资料反演
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变分方法反演双多普勒雷达低层二维风场 被引量:6
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作者 黄思训 曹小群 闵锦忠 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期453-459,共7页
提出用变分方法和正则化方法相结合反演双多普勒雷达资料的低层二维风场的方法,即在目标泛函中加入正则化项(先验信息项)且合理选择正则化参数。数值试验结果表明:正则化项的引入能有效滤除反演风场中因奇点和观测资料引起的误差,提高... 提出用变分方法和正则化方法相结合反演双多普勒雷达资料的低层二维风场的方法,即在目标泛函中加入正则化项(先验信息项)且合理选择正则化参数。数值试验结果表明:正则化项的引入能有效滤除反演风场中因奇点和观测资料引起的误差,提高反演精度,得到最优的全局反演风场。 展开更多
关键词 多普勒雷达反演 方法 正则化方法 二维风场
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小尺度风场反演中的多普勒激光雷达数据同化方法分析 被引量:2
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作者 蒋立辉 李勇 庄子波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期448-451,共4页
基于小尺度天气结构风场反演和变分同化方法理论,分析了平滑罚函数在变分同化方法中的作用,通过模拟它在不同多普勒雷达观测数据误差时的变化,总结了平滑罚因子在整个反演过程中的作用。得出结论,对小尺度天气结构,平滑罚因子可以提高... 基于小尺度天气结构风场反演和变分同化方法理论,分析了平滑罚函数在变分同化方法中的作用,通过模拟它在不同多普勒雷达观测数据误差时的变化,总结了平滑罚因子在整个反演过程中的作用。得出结论,对小尺度天气结构,平滑罚因子可以提高数据反演的精度,而且选择适当的平滑罚因子对提高反演质量有明显的作用,可以很好地应用于真实测量数据的反演,并给出确定平滑罚因子的一般算法。 展开更多
关键词 同化 风场反演 小尺度 平滑罚因子 多普勒激光雷达
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基于变分模态分解和奇异谱分析的激光雷达信号去噪方法
13
作者 牛克金 邓文彬 《现代电子技术》 北大核心 2024年第17期53-57,共5页
激光雷达信号中往往含有较多的噪声,这些噪声不仅降低了信号质量,还影响后续的云-气溶胶层检测、气溶胶光学厚度反演等。文中改进了一种基于变分模态分解的激光雷达信号降噪方法,该方法首先考虑模态分量与激光雷达信号的相关性,通过皮... 激光雷达信号中往往含有较多的噪声,这些噪声不仅降低了信号质量,还影响后续的云-气溶胶层检测、气溶胶光学厚度反演等。文中改进了一种基于变分模态分解的激光雷达信号降噪方法,该方法首先考虑模态分量与激光雷达信号的相关性,通过皮尔逊相关系数法提取模态分量中的有效信号;其次,针对变分模态分解后的中低频振荡现象,使用奇异谱分析法进行二次滤波,进一步提高信噪比。为了验证该方法的有效性,文中模拟了晴朗天气下、有云天气下不同信噪比的星载激光雷达含噪声信号,分别采用小波变换、局部经验模态分解、传统的变分模态分解方法和所提方法进行降噪处理,并对其降噪性能进行比较。实验结果表明,改进的变分模态分解方法能够有效提高激光雷达信号的信噪比。 展开更多
关键词 激光雷达 模态 奇异谱分析 经验模态 小波 去噪
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OFD-LFM MIMO雷达中目标部件振动的微多普勒效应分析
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作者 梁贤姣 张群 罗迎 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第1期29-31,35,共4页
与传统单基雷达系统相比,多输入多输出(MIMO)雷达系统充分利用发射分集和接收分集的优势,能够在不同的视角接收目标回波信号,可以提取目标更精细的微多普勒特征,因而大大提高了雷达对目标的识别能力。基于MIMO雷达系统,详细分析推导了... 与传统单基雷达系统相比,多输入多输出(MIMO)雷达系统充分利用发射分集和接收分集的优势,能够在不同的视角接收目标回波信号,可以提取目标更精细的微多普勒特征,因而大大提高了雷达对目标的识别能力。基于MIMO雷达系统,详细分析推导了正交频分线性调频信号体制下目标部件振动的微多普勒效应,并采用时频分析工具对理论分析的结果进行了仿真验证。 展开更多
关键词 MIMO雷达 正交频 多普勒 时频分析
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中尺度分析系统LAPS应用雷达资料的个例研究 被引量:32
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作者 李红莉 崔春光 +2 位作者 王志斌 王晓芳 谢有才 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第6期1443-1452,共10页
武汉暴雨所引进国际先进的中尺度分析系统LAPS,经成功本地移植后,该系统能融合华中区域多种非常规观测资料,提供包含丰富中尺度信息的高分辨率中尺度分析场。针对一次梅雨期强降水过程,利用LAPS系统进行中尺度分析,通过对比该系统融合... 武汉暴雨所引进国际先进的中尺度分析系统LAPS,经成功本地移植后,该系统能融合华中区域多种非常规观测资料,提供包含丰富中尺度信息的高分辨率中尺度分析场。针对一次梅雨期强降水过程,利用LAPS系统进行中尺度分析,通过对比该系统融合多普勒雷达资料前后各种物理量场的差异,研究了多普勒雷达资料在该系统中的作用。结果表明,LAPS融合雷达径向风后,对风场的改善比较明显,能揭示流场的中尺度信息。融合多种资料后的LAPS中尺度分析场比NCEP再分析场更接近实况,能清楚地反映中尺度特征,可作为分析此次强降水过程发生、发展的工具。融合雷达资料反射率后,LAPS云分析能提供与实况接近的较细致的云信息,有利于了解暴雨过程中云参数的演变,同时也为数值模式热启动提供条件。 展开更多
关键词 LAPS系统 中尺度分析 分析 多普勒雷达资料
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基于变分模态分解和分段多项式截断奇异值分解的桥梁影响线识别 被引量:1
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作者 万桂军 黎剑安 冯东明 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期460-468,共9页
为了提高桥梁影响线的识别精度,提出基于变分模态分解(VMD)和分段多项式截断奇异值分解(PPTS-VD)的桥梁影响线识别方法.该方法应用VMD技术将桥梁位移分解成若干固有模态函数(IMF),通过融合多个低阶IMF提取桥梁响应的准静态成分,利用PPT... 为了提高桥梁影响线的识别精度,提出基于变分模态分解(VMD)和分段多项式截断奇异值分解(PPTS-VD)的桥梁影响线识别方法.该方法应用VMD技术将桥梁位移分解成若干固有模态函数(IMF),通过融合多个低阶IMF提取桥梁响应的准静态成分,利用PPTSVD从准静态成分中识别桥梁影响线.为了验证所提方法的准确性,建立三跨连续梁桥和四轴车数值仿真模型,模拟不同车速、路面不平度和噪声水平,并针对500组数值仿真结果进行测试.将所提方法与经典方法进行对比,并全面讨论车速、路面不平度和噪声对识别结果的影响.进行验证试验,测试实验室环境下所提方法的准确性和适用性.研究结果表明,所提方法能从桥梁响应中准确识别出桥梁影响线,最大误差仅为1.38%;相比传统方法,所提方法显著减少了车速、路面不平度和噪声对识别结果的干扰,提高了识别的鲁棒性和精度. 展开更多
关键词 桥梁健康监测 桥梁动力分析 车桥耦合系统 影响线识别 模态
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新型双通道Mach—Zehnder干涉仪多普勒测风激光雷达鉴频系统研究及仿真 被引量:3
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作者 江月松 张新岗 +2 位作者 王帅会 欧军 唐华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期7-11,共5页
Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差,不易于调节的缺点,提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上,利... Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差,不易于调节的缺点,提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上,利用光学设计软件对其鉴频系统结构进行了参量优化设计和系统仿真.通过设定实验参量并进行光线追迹模拟仿真实验结果,应用反演理论获得了风速值.利用多普勒频移公式计算获得理论风速并与仿真结果进行了对比,结果表明反演仿真风速与理论风速值基本吻合,标准差为0.46m/s.此新型双通道M-Z干涉仪可以作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中,在光路的调节及提高系统稳定性上具有优势. 展开更多
关键词 大气探测 激光雷达 多普勒测风 鉴频系统 双通道M—Z干涉仪 仿真分析 数据反演
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优化变分模态分解的超声多普勒测流信号误差模型研究
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作者 赵军华 戴聪聪 +3 位作者 李丛 冯阳 邓权 张清波 《节水灌溉》 北大核心 2023年第9期16-24,共9页
超声多普勒流量计的应用环境复杂多变,因此提高测量精度和误差,精确提取回波信号非常重要。提出了融合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,简称VMD)和奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,简称SSA)的降噪模型,以更好地改... 超声多普勒流量计的应用环境复杂多变,因此提高测量精度和误差,精确提取回波信号非常重要。提出了融合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,简称VMD)和奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,简称SSA)的降噪模型,以更好地改善回波信号信噪比。该方法首先利用柯西变异算子产生随机迭代过程,克服了海鸥算法(Seagull Optimization Algorithm,简称SOA)容易陷入局部最优的特性;其次,采用包络谱熵值作为适应度函数,自适应优化VMD参数组合,同时引入云相似度值作为有效模态分量(Intrinsic Mode Functions,简称IMF)筛选的标准;最后,针对中低频的二次谐波振荡现象,引入SSA加以解决。通过构造超声波模拟信号和走车实验数据实例,与小波阈值、经验模态分解(Empirical Mod Decomposition,简称EMD)等方法对比,分析CVSOA-VMD-SSA降噪效果。结果表明:对于仿真信号而言,CVSOA-VMD-SSA能克服模态混叠及SOA易陷入局部最优解问题,更有效地抑制噪声干扰,相较于EMD-SSA、SOA-VMD-SSA,信噪比最高达30.78 dB,均方根误差最低达0.01;对于走车实验而言,采用多组信号统计分析,确定云相似度阈值为0.6,对比不同走车流速探测精度,CVSOA-VMD-SSA误差最小,范围在0.01~0.03 m/s,该结果为实际工程应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 超声多普勒 柯西 海鸥算法 模态 奇异谱分析
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多普勒激光雷达风场反演方法研究 被引量:16
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作者 王改利 刘黎平 +3 位作者 邱崇践 刘智深 吕博 牟容 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期143-153,共11页
采用三维变分同化反演(3DVAR)、四维变分同化反演(4DVAR)对多普勒激光雷达资料反演风场的方法进行了研究,利用车载多普勒激光雷达在2008年残奥会测试赛期间外场试验取得的数据,反演了海面10m高度处的风场,并将风场反演结果与浮标资料进... 采用三维变分同化反演(3DVAR)、四维变分同化反演(4DVAR)对多普勒激光雷达资料反演风场的方法进行了研究,利用车载多普勒激光雷达在2008年残奥会测试赛期间外场试验取得的数据,反演了海面10m高度处的风场,并将风场反演结果与浮标资料进行了对比分析,结果表明:3DVAR、4DVAR风场反演方法均能实现近海面风的精细化风场反演,并能反映出风向的变化,反演风场与浮标数据基本一致,在风速较大的天气情况,3DVAR与4DVAR反演风场的一致性要好于风速较小的天气情况;4DVAR反演方法中以浮标资料作为背景场,使得其与浮标的符合程度要好于3DVAR方法反演风场;反演风场的风向与浮标风向具有很好的相关关系,反演风场的风速与浮标风速具有一定的相关关系,反演风场的风向、风速与浮标的风向、风速之间平均均方根误差和平均绝对误差表明,这两序列之间具有一定差别,在风速较小的天气情况下使用时需要注意。 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 三维同化反演 四维同化反演 风场反演 结果分析
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宽度-深度融合时频分析的径流智能预测方法 被引量:2
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作者 韩莹 王乐豪 +2 位作者 王淑梅 张翔 罗星星 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期363-372,共10页
为解决现有基于LSTM的径流预测模型易陷入局部最优的问题,提出了基于VMD-LSTMBLS(variational mode decomposition-LSTM-broad learning system)的径流预测模型。将宽度学习系统与LSTM结合,针对径流序列多噪音特点,采用时频分析方法中... 为解决现有基于LSTM的径流预测模型易陷入局部最优的问题,提出了基于VMD-LSTMBLS(variational mode decomposition-LSTM-broad learning system)的径流预测模型。将宽度学习系统与LSTM结合,针对径流序列多噪音特点,采用时频分析方法中的变分模态分解,将径流时间序列的一维时域信号变换到二维时频平面,减少噪声对预测结果的影响。仿真结果表明:与基线模型及现有基于LSTM的径流预测模型相比,该模型的预测精度有较为明显的提高。 展开更多
关键词 径流预测 模态 长短时记忆网络 宽度学习系统 时频分析 智能预测
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