利用手机通信基站信号测量降水分布的初步研究

发布时间：2020-08-08 15:06

【摘要】：利用手机通信基站信号衰减反演降水分布是一种较为新型的降水测量方法,具有测量准确性好,时空分辨率高等优点。本文利用国际电信联盟ITU给出的雨衰减预报模式及Mie散射理论,对福州市2014年5月4-5日以及2016年5月20-22日两次降水过程进行了雨衰减计算。利用福州市雨量站、手机通信基站以及天气雷达观测资料,通过在不同雨强以及不同电磁波频率的条件下,验证了在福州地区通过手机通信基站信号衰减反演降水分布的可行性,并对比分析了三种估测降水方法的精度及优缺点。结果表明,在较强降水和弱降水条件下,利用手机通信基站信号衰减测量降水法测得的降水结果整体大于雨量站测量结果,其中两种降水测量方法在弱降水条件下测量结果更加接近,平均雨强仅差0.1mm/h,且所测降水分布趋势一致,相关性较好,相关系数可达0.92。较强降水过程中,天气雷达测量降水结果整体小于雨量站测量结果,两者相关系数仅为0.63,且在测量福州北部山区降水时出现较大误差,测量得到降水中心位置偏差较大,最大偏差可达20km。在较强降水条件下雨衰减更为明显,基站测量结果较雨量站测量结果偏大,在弱降水条件下基站测量结果更接近与雨量站测量结果。总体来说该方法在利用0.9GHz与2.4GHz频率的电磁波测量福州降水分布的结果较为稳定,有一定的准确性。利用雨衰减经验模型可以很好的用来测量福州地区降水分布,测量准确性好,且具有较高的时空分辨率,可以作为现有降水测量方法很好的补充。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P412
【图文】：

图１基站分布示意图逡逑

还以Ｍｉｅ散射的形式使入射波向各个方向散射，从而导致电磁波能量衰减，这逡逑种主要由于雨滴对电磁波造成的衰减即称为雨衰减［５９－６Ｑ］。电磁波雨衰减示意图逡逑如图２所示，当电磁波沿着ｚ方向穿过降水区域时，电磁波能量变化可表示为逡逑（１）式：逡逑１０逡逑

第二章研宄方法及数据处理逡逑的缺陷，更加利于对近地面降水进行连续实时的监测，尤其是对于山地，城市逡逑等复杂下垫面地区，同时也可以作为雨量站和天气雷达观测的降水信息的补充，逡逑这在一定程度上提高了城市地区降水测量的准确性。逡逑Ｕ９ｔｔ邋０＊０＊￡１１９＊邋３０＊０＂￡Ｉ１９￣邋Ｑ＇Ｃ＊ＥｉｌＳ０，０，Ｅ

【参考文献】

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本文编号：2785727