星载雷达探测长三角地区降水分析及双频反演雨滴谱仿真研究
发布时间：2021-10-07 15:41
星载测雨雷达拥有独特的探测视角对地球降水进行监测。第一代和第二代星载测雨雷达发射升空在轨探测超过二十年,积累了丰富的资料,能够进行降水探测的相关研究。本文使用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星搭载的测雨雷达PR（Precipitation Radar）数据分析了长三角地区的季尺度气候特征;选取GPM（Global Precipitation Measurement）和TRMM两卫星共存期间探测的降水事件,分别使用GPM搭载的双频测雨雷达DPR（Dual-frequency Precipitation Radar）和TRMM上的PR二级产品进行了个例分析,其中DPR中有多种扫描模式产品,本文用到的有DPRNS（Normal Scans,正常扫描）、Ku NS,Ka MS（Ka-band Matched Scans,Ka波段匹配扫描）和Ka HS（Ka-band High Sensitivity Scans,Ka波段高灵敏度扫描）;对比了两部星载测雨雷达以及不同算法下的产品差异和降水结构特征。此外,仿真了不同频段组合下的双频雷达以及改进的...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TRMM卫星有效载荷（https://gpm.nasa.gov/missions/TRMM/satellite）
第二章仪器及反演降水理论介绍9由于TRMM卫星已经不再工作，2018年NASA将TRMM全系列的产品纳入到GPM套件中，同时对TRMM原有数据进行了新的校正和错误修复，新的PR一、二级产品格式与GPMKuPR的数据格式保持一致。主要改进的方面有：（1）PR的校准参数的更改。JAXA基于GPM/DPR的校准获得的新知识，重新检查了GPM版本5产品中的PR的校准参数。使用新参数，相对于TRMM7版产品，PR的测得雷达反射率因子增加了约+1.1dB，PR的归一化截面（0）统计数据与KuPR的0一致。（2）改进了波束失配校正。由于PR的硬件设计，2001年8月TRMM轨道从350公里增加到402.5公里，导致发射和接收天线方向不匹配一个脉冲（称为“波束失配”）。尽管Mardiana等[75]已在TRMMV7产品中部分校正了波束不匹配，但由于其校正误差而产生了系统性偏差。Kanemaru等[60]与JAXA在GPMV5产品中应用了一种新的校正方法，以减轻校正错误。（3）改善地理位置。由于NASA/PPS重新审查了卫星的姿态和轨道信息，因此改善了PR的IFOV（瞬时视场）的地理位置。2.1.2GPM卫星图2.2GPM卫星群（https://gpm.nasa.gov/missions/GPM/constellation）
南京信息工程大学硕士学位论文10GPM是TRMM之后一个新的降水观测计划，除GPMCO外，它还包括多国合作发射的卫星星座群（图2.2），它们都搭载着微波遥感仪器，多仪器被动微波遥感反演降水，并与GPMCO的仪器相互校正，共同完成基于微波的每3小时全球降水图的绘制[33]。GPMCO轨道倾角为65°，轨道高度为407km，周期为93分钟。GPM运行至今已有6年，积累了丰富的降水资料。在全球水资源探测和气候监测等问题上，GPM可以发挥它独特的优势，帮助我们提高对水、天气和气候的认识，使我们更适宜地生活在地球上。GPMCO上主要搭载了DPR和微波成像仪（GPMMicrowaveImager，简称GMI）（图2.3）。DPR是JAXA和日本国家信息通信技术研究所（NationalInstituteofInformationandCommunicationTechnology，简称NICT）共同开发，DPR由Ku波段降水雷达（KuPR）和Ka波段降水雷达（KaPR）组成。KuPR（13.6GHz）是在TRMM任务中运行非常成功的更新版本的仪器。GPM上的KuPR和KaPR总是相互对齐的，使得在地球上的5公里足迹位置相同。DPR主要是为了能够提供降水观测的三维数据，提升降水测量的灵敏度和质量，并校准GPM其他卫星搭载的GMI的降水反演数据。KuPR和KaPR的星下点空间分辨率都是5公里。图2.3GPM核心卫星主要载荷仪器（https://gpm.nasa.gov/missions/GPM/core-observatory）图2.4是DPR双波段天线的扫描模式示意图。Ku波段天线的横向扫描角度在±17度，刈幅是245公里，KuPR的一条扫描线上分布有49个像元（KuNS），其星下点的垂直扫描分辨率是250米。KaPR的天线横向扫描角范围是±8.5度，刈幅是120公里，扫
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用TRMM PR和IGRA探测分析的拉萨降水云内大气温湿廓线特征[J]. 王梦晓,王瑞,傅云飞. 高原气象. 2019(03)
[2]GPM/DPR雷达与CINRAD雷达降水探测对比[J]. 刘晓阳,李郝,何平,李丹杨,郑媛媛. 应用气象学报. 2018(06)
[3]星载双频云雷达的云微物理参数反演算法研究[J]. 吴琼,仰美霖,窦芳丽,郭杨,安大伟. 气象学报. 2018(01)
[4]GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析[J]. 张奡祺,傅云飞. 大气科学. 2018(01)
[5]GPM资料在分析“彩虹”台风降水垂直结构中的应用[J]. 卢美圻,魏鸣. 遥感技术与应用. 2017(05)
[6]GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析[J]. 吴琼,仰美霖,窦芳丽. 气象. 2017(03)
[7]TRMM卫星反演降水在江苏典型平原区的评估与订正[J]. 孙振利,吴志勇,何海. 水电能源科学. 2017(02)
[8]TRMM卫星降水数据在江苏省的适用性分析[J]. 田苗,童杨辉. 江苏农业科学. 2016(12)
[9]TRMM测雨雷达（PR）弱降水遥感研究[J]. 陈玉珏,王雨. 科技通报. 2016(05)
[10]基于云亮温和降水回波顶高度分类的夏季青藏高原降水研究[J]. 傅云飞,潘晓,刘国胜,李锐,仲雷. 大气科学. 2016(01)
博士论文
[1]夏季东亚季风区云和降水及气溶胶的年际变化特征研究[D]. 杨元建.中国科学技术大学 2015
[2]基于TRMM探测的热带及副热带降水及其光谱信号特征分析[D]. 刘鹏.中国科学技术大学 2012
本文编号：3422325
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TRMM卫星有效载荷（https://gpm.nasa.gov/missions/TRMM/satellite）
第二章仪器及反演降水理论介绍9由于TRMM卫星已经不再工作，2018年NASA将TRMM全系列的产品纳入到GPM套件中，同时对TRMM原有数据进行了新的校正和错误修复，新的PR一、二级产品格式与GPMKuPR的数据格式保持一致。主要改进的方面有：（1）PR的校准参数的更改。JAXA基于GPM/DPR的校准获得的新知识，重新检查了GPM版本5产品中的PR的校准参数。使用新参数，相对于TRMM7版产品，PR的测得雷达反射率因子增加了约+1.1dB，PR的归一化截面（0）统计数据与KuPR的0一致。（2）改进了波束失配校正。由于PR的硬件设计，2001年8月TRMM轨道从350公里增加到402.5公里，导致发射和接收天线方向不匹配一个脉冲（称为“波束失配”）。尽管Mardiana等[75]已在TRMMV7产品中部分校正了波束不匹配，但由于其校正误差而产生了系统性偏差。Kanemaru等[60]与JAXA在GPMV5产品中应用了一种新的校正方法，以减轻校正错误。（3）改善地理位置。由于NASA/PPS重新审查了卫星的姿态和轨道信息，因此改善了PR的IFOV（瞬时视场）的地理位置。2.1.2GPM卫星图2.2GPM卫星群（https://gpm.nasa.gov/missions/GPM/constellation）
南京信息工程大学硕士学位论文10GPM是TRMM之后一个新的降水观测计划，除GPMCO外，它还包括多国合作发射的卫星星座群（图2.2），它们都搭载着微波遥感仪器，多仪器被动微波遥感反演降水，并与GPMCO的仪器相互校正，共同完成基于微波的每3小时全球降水图的绘制[33]。GPMCO轨道倾角为65°，轨道高度为407km，周期为93分钟。GPM运行至今已有6年，积累了丰富的降水资料。在全球水资源探测和气候监测等问题上，GPM可以发挥它独特的优势，帮助我们提高对水、天气和气候的认识，使我们更适宜地生活在地球上。GPMCO上主要搭载了DPR和微波成像仪（GPMMicrowaveImager，简称GMI）（图2.3）。DPR是JAXA和日本国家信息通信技术研究所（NationalInstituteofInformationandCommunicationTechnology，简称NICT）共同开发，DPR由Ku波段降水雷达（KuPR）和Ka波段降水雷达（KaPR）组成。KuPR（13.6GHz）是在TRMM任务中运行非常成功的更新版本的仪器。GPM上的KuPR和KaPR总是相互对齐的，使得在地球上的5公里足迹位置相同。DPR主要是为了能够提供降水观测的三维数据，提升降水测量的灵敏度和质量，并校准GPM其他卫星搭载的GMI的降水反演数据。KuPR和KaPR的星下点空间分辨率都是5公里。图2.3GPM核心卫星主要载荷仪器（https://gpm.nasa.gov/missions/GPM/core-observatory）图2.4是DPR双波段天线的扫描模式示意图。Ku波段天线的横向扫描角度在±17度，刈幅是245公里，KuPR的一条扫描线上分布有49个像元（KuNS），其星下点的垂直扫描分辨率是250米。KaPR的天线横向扫描角范围是±8.5度，刈幅是120公里，扫
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用TRMM PR和IGRA探测分析的拉萨降水云内大气温湿廓线特征[J]. 王梦晓,王瑞,傅云飞. 高原气象. 2019(03)
[2]GPM/DPR雷达与CINRAD雷达降水探测对比[J]. 刘晓阳,李郝,何平,李丹杨,郑媛媛. 应用气象学报. 2018(06)
[3]星载双频云雷达的云微物理参数反演算法研究[J]. 吴琼,仰美霖,窦芳丽,郭杨,安大伟. 气象学报. 2018(01)
[4]GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析[J]. 张奡祺,傅云飞. 大气科学. 2018(01)
[5]GPM资料在分析“彩虹”台风降水垂直结构中的应用[J]. 卢美圻,魏鸣. 遥感技术与应用. 2017(05)
[6]GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析[J]. 吴琼,仰美霖,窦芳丽. 气象. 2017(03)
[7]TRMM卫星反演降水在江苏典型平原区的评估与订正[J]. 孙振利,吴志勇,何海. 水电能源科学. 2017(02)
[8]TRMM卫星降水数据在江苏省的适用性分析[J]. 田苗,童杨辉. 江苏农业科学. 2016(12)
[9]TRMM测雨雷达（PR）弱降水遥感研究[J]. 陈玉珏,王雨. 科技通报. 2016(05)
[10]基于云亮温和降水回波顶高度分类的夏季青藏高原降水研究[J]. 傅云飞,潘晓,刘国胜,李锐,仲雷. 大气科学. 2016(01)
博士论文
[1]夏季东亚季风区云和降水及气溶胶的年际变化特征研究[D]. 杨元建.中国科学技术大学 2015
[2]基于TRMM探测的热带及副热带降水及其光谱信号特征分析[D]. 刘鹏.中国科学技术大学 2012
本文编号：3422325
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3422325.html
