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双偏振雷达差分传播相移的五种滤波方法对比分析 被引量:11
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作者 魏庆 胡志群 刘黎平 《成都信息工程学院学报》 2014年第6期596-602,共7页
为了对双线偏振雷达的差分传播相移ΦDP进行滤波降噪处理,提高双线偏振雷达识别粒子、估测降水的能力。通过对C波段双线偏振雷达差分传播相移分别采用滑动平均、中值滤波、FIR滤波、卡尔曼滤波和小波分析5种不同方法地介绍,利用中国气... 为了对双线偏振雷达的差分传播相移ΦDP进行滤波降噪处理,提高双线偏振雷达识别粒子、估测降水的能力。通过对C波段双线偏振雷达差分传播相移分别采用滑动平均、中值滤波、FIR滤波、卡尔曼滤波和小波分析5种不同方法地介绍,利用中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室移动式C波段双线偏振雷达(POLC)2013年外场试验观测资料,对比分析了经5种方法处理后的差分传播相移ΦDP径向数据,及其分别在降水估测中应用的效果。结果表明:采用FIR滤波方法、卡尔曼滤波方法和小波分析方法对ΦDP径向数据进行处理的效果比传统的滑动平均和中值滤波方法好;其中小波分析处理的ΦDP径向数据波动最小,再经过变距离法拟合的KDP数据的负值能够得到最有效地抑制,最后应用到R(KDP)降水估测中的精度最高。 展开更多
关键词 雷达气象 C波段双偏振雷达 差分传播相移 滤波 降水估测
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基于粒子滤波的差分传播相移估计方法 被引量:1
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作者 李海 崔爱璐 +1 位作者 章涛 吴仁彪 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第5期457-466,共10页
针对差分传播相移与差分传播相移率易受到各种噪声及其他偏振参量衰减影响的问题,提出了一种粒子滤波方法,实现差分传播相移与差分传播相移率的估计。该方法首先利用偏振参量之间的相互关系建立状态方程和观测方程,然后将方程应用于粒... 针对差分传播相移与差分传播相移率易受到各种噪声及其他偏振参量衰减影响的问题,提出了一种粒子滤波方法,实现差分传播相移与差分传播相移率的估计。该方法首先利用偏振参量之间的相互关系建立状态方程和观测方程,然后将方程应用于粒子滤波同步估计差分传播相移与差分传播相移率。所提方法与滑动平均、迭代滤波以及卡尔曼滤波方法利用X波段双偏振多普勒雷达X-SAPR的外场观测数据进行了比较实验。实验结果表明,粒子滤波方法可以准确估计差分传播相移,使滤波处理后的数据具有更好的连续性、平滑性和准确性,通过将估计后的数据应用于衰减订正进一步验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 双偏振雷达 衰减订正 差分传播相移 粒子滤波
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双偏振雷达差分传播相移质量控制的一种新方法——线性拟合-递推法 被引量:3
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作者 孙跃 肖辉 +3 位作者 冯亮 杨慧玲 陈程 周筠珺 《成都信息工程学院学报》 2015年第5期421-427,共7页
差分传播相移Φ_(DP)是双偏振气象雷达重要的偏振观测量,其质量控制也是雷达气象研究工作中必须要面对的重要问题。为了得到更好的Φ_(DP)的质量控制结果,介绍了一种基于Φ_(DP)变化特点设计的质量控制新方法:线性拟合-递推法(LFRM)。... 差分传播相移Φ_(DP)是双偏振气象雷达重要的偏振观测量,其质量控制也是雷达气象研究工作中必须要面对的重要问题。为了得到更好的Φ_(DP)的质量控制结果,介绍了一种基于Φ_(DP)变化特点设计的质量控制新方法:线性拟合-递推法(LFRM)。该方法通过滑动线性平滑得到每个距离库上Φ_(DP)的线性拟合偏差与线性拟合斜率,并根据Φ_(DP)实际应用中大多要求Φ_(DP)斜率具有非负性的原则来构造递推关系式,依据线性拟合偏差的排序索引逐点递推,再经过线性插值,最终得到斜率基本非负、可滤除所有噪声且保留有价值变化趋势的Φ_(DP)质量控制结果。并以基于Φ_(DP)的反射率衰减订正过程为实例,证明文中所介绍新方法的实用性与可靠性。 展开更多
关键词 双偏振雷达 差分传播相移 质量控制 线性拟合-递推法
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X波段双偏振天气雷达差分传播相移滤波分析
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作者 曾勇 李怀志 +2 位作者 罗雄 张小娟 李皓 《科技创新与应用》 2022年第14期46-48,52,共4页
针对X波段双偏振雷达的衰减订正问题,在利用中值滤波、滑动平均滤波、综合小波去噪3类方法对差分传播相移φ_(DP)进行质量控制后,基于自适应衰减订正算法(SCWC)对雷达反射率Z_(H)进行衰减订正分析,结果表明,综合小波去噪能够有效去除φ_... 针对X波段双偏振雷达的衰减订正问题,在利用中值滤波、滑动平均滤波、综合小波去噪3类方法对差分传播相移φ_(DP)进行质量控制后,基于自适应衰减订正算法(SCWC)对雷达反射率Z_(H)进行衰减订正分析,结果表明,综合小波去噪能够有效去除φ_(DP)存在的脉动和毛刺,保证φ_(DP)的连续性和平滑度。利用该方法用于X波段双偏振天气雷达反射率衰减订正,效果明显。 展开更多
关键词 X波段双偏振天气雷达 差分传播相移 退折叠 卡尔曼滤波
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双线偏振天气雷达测量精度分析 被引量:6
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作者 张越 李忱 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第4期8-10,共3页
双线偏振雷达是继多普勒雷达技术后,将在我国逐步推广的天气雷达探测技术。双线偏振技术扩展了常规多普勒雷达功能,可以直接探测到与降水粒子的微物理特征有关的差分反射率因子ZDR、差分传播相移KDP等物理量。基于先进的C波段双线偏振... 双线偏振雷达是继多普勒雷达技术后,将在我国逐步推广的天气雷达探测技术。双线偏振技术扩展了常规多普勒雷达功能,可以直接探测到与降水粒子的微物理特征有关的差分反射率因子ZDR、差分传播相移KDP等物理量。基于先进的C波段双线偏振多普勒天气雷达的系统构成、工作过程和性能指标,分析了双线偏振天气雷达测量精度。计算结果表明,文中设计的雷达能够满足实际使用要求。 展开更多
关键词 双线偏振 天气雷达 差分反射率因子 差分传播相移
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基于EMD方法的X波段双偏振雷达衰减订正 被引量:3
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作者 李海 冯兴寰 孟凡旺 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第2期119-127,共9页
针对X波段双偏振雷达信号在降雨路径中的衰减现象,本文提出经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法进行X波段双偏振雷达衰减订正,首先对总差分传播相移进行EMD分解得到有限个基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF),... 针对X波段双偏振雷达信号在降雨路径中的衰减现象,本文提出经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法进行X波段双偏振雷达衰减订正,首先对总差分传播相移进行EMD分解得到有限个基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF),并基于皮尔逊相关系数准则将IMF分为噪声IMF和信号IMF两类,然后对信号IMF进行有效重构得到差分传播相移,再将差分传播相移通过最小二乘法拟合得到差分传播相移率,最后对求得的差分传播相移与差分传播相移率采用自适应约束方法进行反射率衰减订正。利用EMD方法和其他方法进行对比分析,其结果表明,EMD方法能够有效地消除X波段双偏振雷达回波数据中后向散射的影响,在保留真实的气象信息的同时,有效地抑制差分传播相移的显著波动,进而衰减订正效果更好。 展开更多
关键词 双偏振雷达 差分传播相移 经验模式分解 衰减订正
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X波段双线偏振雷达反射率不同衰减订正法对比分析 被引量:7
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作者 王晗 史朝 滕玉鹏 《成都信息工程大学学报》 2016年第4期363-366,共4页
X波段雷达的强衰减一直是影响其探测精度及推广应用的主要问题,目的在寻找最优的衰减订正的方法,实现对X波段雷达数据的实时衰减订正。利用中国气象科学研究院的X波段双线偏振雷达,2016年5月在佛山南海外场试验取得的一批观测资料,对国... X波段雷达的强衰减一直是影响其探测精度及推广应用的主要问题,目的在寻找最优的衰减订正的方法,实现对X波段雷达数据的实时衰减订正。利用中国气象科学研究院的X波段双线偏振雷达,2016年5月在佛山南海外场试验取得的一批观测资料,对国内外已有的一些订正方法的效果进行分析检验。为检验订正效果,将同一时间的广州的S波段双偏振雷达数据作为标准,为更好地比较,将广州的S波段双偏振雷达数据进行坐标转换和插值处理,从而得到与佛山雷达数据相对应的仰角,方位角,距离库的反射率值,分析订正效果。选取一个径向的反射率值进行订正前后的数据定量分析,并且与坐标转换后的广州S波段雷达同一个径向的反射率值进行横向比较。主要选取ZH订正法、KDP订正法、"ZPHI"降水廓线订正算法进行分析对比。分析表明,KDP订正法、"ZPHI"订正法在订正效果上比较好,优于ZH订正法。 展开更多
关键词 X波段双线偏振雷达 衰减订正 反射率 差分传播相移 坐标转换
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肇庆X波段双偏振天气雷达资料质量分析 被引量:2
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作者 郭春辉 袁微 +2 位作者 王旭 白爱娟 周义昌 《成都信息工程大学学报》 2019年第5期482-486,共5页
以肇庆X波段全固态双偏振天气雷达观测的层状云降水过程资料为例,与肇庆SA单偏振天气雷达资料进行对比,分析反射率的数据质量,采用统计方法分析偏振量中的差分反射率ZDR、相关系数CC、差分传播相移ΦDP及差分传播相移率KDP的数据质量。... 以肇庆X波段全固态双偏振天气雷达观测的层状云降水过程资料为例,与肇庆SA单偏振天气雷达资料进行对比,分析反射率的数据质量,采用统计方法分析偏振量中的差分反射率ZDR、相关系数CC、差分传播相移ΦDP及差分传播相移率KDP的数据质量。研究发现:X波段双偏振雷达探测层状云降水回波分布与SA雷达探测回波分布相近,回波强度略高于SA雷达。当信噪比SNR<25 dB时,CC受噪声影响较大,数据不可信;ZDR较理论值偏大0.4 dB;ΦDP在7 km以内抖动较大,数据不可用,7 km以外依然存在少量的抖动;KDP大部分稳定在-1~1,并伴有一定的抖动,难以适用于分析弱降水的特性。 展开更多
关键词 X波段双偏振天气雷达 数据质量 相关系数 差分反射率因子 差分传播相移
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X波段双偏振雷达反射率的衰减订正 被引量:4
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作者 雷亚会 《成都信息工程学院学报》 2014年第6期586-589,共4页
雷达在探测降雨时,回波都有衰减。波长较短的X波段雷达地衰减更严重,所以有必要对其回波进行衰减订正。X波段雷达回波差分传播相移(KDP)比C、S波段的要高1.5~3倍。因此可以合理地考虑利用KDP对X波段雷达回波信号反射率的衰减进行订... 雷达在探测降雨时,回波都有衰减。波长较短的X波段雷达地衰减更严重,所以有必要对其回波进行衰减订正。X波段雷达回波差分传播相移(KDP)比C、S波段的要高1.5~3倍。因此可以合理地考虑利用KDP对X波段雷达回波信号反射率的衰减进行订正。又由于当KDP的值较小时,对回波反射率订正效果受到其他因素影响。所以当KDP值较小时,使用反射率(ZH)自身进行订正。利用成都信息工程学院X波段双偏振天气雷达的探测降雨过程的回波数据,在已经提出的算法的基础上,利用ZH-KDP综合算法进行软件设计,并分析回波反射率在算法处理前后的效果。通过订正处理前后的数据绘制曲线图,定量对比分析订正处理前后的反射率值,订正处理后的值比订正处理前的值有增强,又用相同时刻S波段的回波数据对X波段的订正效果进行验证,二者值的大小相差不多,说明ZH-KDP法对回波反射率的衰减有改善。 展开更多
关键词 信号与信息处理 气象雷达 双偏振雷达 回波反射率 衰减订正 差分传播相移
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