基于線性規(guī)劃方法處理C波段雙線偏振多普勒天氣雷達差分相位φ<sub>C</sub>數據

doi:10.3969/2018jms.0088

首頁 > 過刊瀏覽>2019年第39卷第5期 >617-625. DOI:10.3969/2018jms.0088

基于線性規(guī)劃方法處理C波段雙線偏振多普勒天氣雷達差分相位φC數據
DOI:
                        10.3969/2018jms.0088
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
通訊作者:
中圖分類號:
基金項目:國家重點研究發(fā)展計劃項目（2013CB430102）；國家自然科學基金重點資助項目（41430427）；江蘇省高校自然科學重大基礎研究資助項目（11KJA170001）

Processing differential phase data from C-band dual-polarimetric Doppler weather radar on the basis of the linear programming

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高質量的差分相位數據能夠有效地提高雷達識別粒子、估測降水的能力。本研究針對南京信息工程大學C波段雙線偏振多普勒天氣雷達（NUIST-CDP），提出一套差分相位φ_C數據的質量控制算法。其中將雷達觀測到的差分相位φ_C分為5個部分：差分傳播相位φ_DP、后向散射差分相位δ、非降水回波的波動ε_NP、系統(tǒng)誤差ε_S以及電磁波信號的隨機擾動ε_R。在線性規(guī)劃方法的基礎上，采用模糊邏輯法、小波分析法與迭代濾波法分別將差分相位φ_C數據中的ε_NP、ε_R和δ剔除，然后依據濾波后的數據，將各徑向中第一個降水回波的值作為該徑向的系統(tǒng)誤差ε_S。結果表明，該算法能夠有效地平滑由非降水回波引起的大振幅波動以及因電磁波信號造成的小振幅擾動，且可以剔除差分相位φ_C數據中存在的δ。此外，處理后的數據滿足隨徑向距離遞增的條件。

Abstract:

High-quality differential phase data can improve the ability of radar to identify particles and estimate precipitation effectively. In this study, for C-band dual-polarimetric Doppler weather radar located in Nanjing University of Information Science & Technology (NUIST-CDP), a set of algorithm is presented to control the data quality of the differential phase φ_C. This algorithm divides the differential phase φ_C data observed by radar into five parts:differential propagation phase φ_DP、differential backscattering phase δ、non-precipitation echoes' fluctuations ε_NP、system errors ε_S and random perturbations of electromagnetic wave signals ε_R. On the basis of the Linear Programming, the Fuzzy Logic、the Wavelet Analysis and the Iterative Filtering Technique are employed to remove ε_NP, ε_R and δ from the differential phase φ_C data respectively. Then, according to the filtered data, the value of the first precipitation echo in each radial is taken as the system errors ε_R in this radial. The results show that such algorithm can smooth large amplitude fluctuations caused by non-precipitation echoes and small amplitude perturbations caused by electromagnetic wave signals effectively, and can remove δ from the differential phase φ_C data. In addition, the processed data are compatible to conditions involving increasing radial distance.

參考文獻

相似文獻

引證文獻

引用本文

周聰,閔錦忠,戚友存,莊瀟然.基于線性規(guī)劃方法處理C波段雙線偏振多普勒天氣雷達差分相位φ_C數據.氣象科學,2019,39(5):617-625 ZHOU Cong, MIN Jinzhong, QI Youcun, ZHUANG Xiaoran. Processing differential phase data from C-band dual-polarimetric Doppler weather radar on the basis of the linear programming. Journal of the Meteorological Sciences,2019,39(5):617-625

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收稿日期:2018-05-08
最后修改日期:2018-11-05
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在線發(fā)布日期: 2019-11-11
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