北京MST雷达功率谱密度处理算法改进
发布时间：2021-11-29 07:30
北京MST（mesosphere-stratosphere-troposphere,中间层-平流层-对流层）雷达是我国"子午工程"一期中探测大气动力结构的独特大型设备。雷达自2011年建成以来,已获取较好的大气风场数据,但在其他要素提取方面仍有改进需求。从噪声电平估算与目标回波识别这两个关键步骤改进雷达原始功率谱密度处理算法,以期得到更准确的大气要素信息。在噪声电平估算方面,提出应用对数-线性拟合方案快速实现客观分析法,与二分法方案差值的标准差为0.43 dB,表明对数-线性拟合方案能兼顾时效性与准确性。改进后的数据处理算法能够精确识别目标回波。利用改进算法处理2012年1—12月数据结果与雷达、探空以及ERA5再分析数据进行比较,各高度纬向风与探空测值的均方根误差均为2～3 m·s-1,优于雷达产品和探空测值均方根误差(3～4 m·s-1),信噪比、谱宽和垂直速度质量也有明显提高,表明改进算法可靠、有效且相对易于实现。
【文章来源】：应用气象学报. 2020,31(06)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法[J]. 高祝宇,阮征,魏鸣,葛润生,刘瑞婷. 应用气象学报. 2016(02)
[2]北京MST雷达探测中间层-低热层观测结果初步分析[J]. 田玉芳,吕达仁. 地球物理学报. 2016(02)
[3]自适应阈值方法去除风廓线雷达地物杂波[J]. 张福贵,范潇,何建新. 应用气象学报. 2015(04)
[4]基于径向功率谱的风廓线雷达错误风数据处理[J]. 陈浩君,黄兴友,孙婧,孙娟,尹春光,郑杰,王勤典,薛昊. 应用气象学报. 2015(04)
[5]一种抑制降水对风廓线雷达水平风干扰的方法[J]. 林晓萌,何平,黄兴友. 应用气象学报. 2015(01)
[6]确定风廓线雷达功率谱噪声功率方法[J]. 何平,李柏,吴蕾,高玉春. 应用气象学报. 2013(03)
[7]用综合识别法检测风廓线雷达湍流目标[J]. 胡明宝,李妙英,贺宏兵. 系统工程与电子技术. 2012(05)
[8]基于极大似然算法的风廓线雷达谱矩估计[J]. 惠建新,吴蕾,高玉春,周杰. 气象科技. 2012(01)
[9]风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟[J]. 王莎,阮征,葛润生. 应用气象学报. 2012(01)
[10]基于正交多项式拟合的风廓线雷达风谱识别[J]. 周旭辉,马杰良,吴蕾,高玉春,柴秀梅. 现代雷达. 2011(11)
博士论文
[1]风廓线雷达数据处理与应用研究[D]. 胡明宝.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]风廓线雷达功率谱密度数据处理算法研究[D]. 周旭辉.南京信息工程大学 2011
本文编号：3526101
【文章来源】：应用气象学报. 2020,31(06)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
图８??ＦｉｇＪ??２０１２年１月１日一１２月３１日北垂直速度与ＥＲＡ５Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｅ
第６期??陈泽等：北京ＭＳＴ雷达功率谱密度处理算法改进??７０１??２０??信噪比／ｄＢ??４０??６０??４?５?６??谱宽／（ｍ?？?ｓ＿１）??图６?２０１２年１月１日一?１２月３１日信噪比（ａ）和谱宽（ｂ）的年平均值（曲线）和标准差（阴影）廓线??Ｆｉｇ．?６?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ａｎｎｕａｌ?ｍｅａｎ（ｔｈｅ?ｃｕｒｖｅ）?ａｎｄ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ（ｔｈｅ?ｓｈａｄｅｄ）?ｏｆ?ＳＮＲ（ａ）??ａｎｄ?ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｗｉｄｔｈ（ｂ）?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｂｅｉｊｉｎｇ?ＭＳＴ?ｒａｄａｒ?ｄａｔａ（ｆｒｏｍ?１?Ｊａｎ?ｔｏ?３１?Ｄｅｃ?ｉｎ?２０１２）??ｏｂｔａｉｎｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ａｎｄ?ｉｍｐｒｏｖｅｄ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ??０??－３－２－１０?１?２?３??讳向风偏差／（ｍ?＿?ｓ＿］）??２０??０??０?１?２?３?４?５?６?７??纬向风均方根误差／（ｍ?？?ｓ，??２０??原算法??一改进算法??－２??－１??０??经向风偏差／（ｍ?？?ｓ一１）??２?３?４?５??经向风均方根误差／（ｍ?？?ｓ—１）??图７?２０１２年１月１日一１２月３１日北京ＭＳＴ雷达原算法与改进算法得到的??经向风、纬向风与探空对比??Ｆｉｇ．?７?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｚｏｎａｌ?ａｎｄ?ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ?ｗｉｎｄ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｒａｄｉｏｓｏｎｄｅ?ａｎｄ?Ｂｅｉｊｉｎｇ?ＭＳＴ?ｒａｄａｒ?ｄａｔａ?ｏｂｔａｉｎｅｄ??ｕｓｉｎｇ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ａｎｄ?ｉｍｐｒｏｖｅｄ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ?ｆ
７０２??应用气象学报??第３１卷??－４?—３?－２?－１?０??纬向风偏差／（ｍ?．?ｓ＿”??２?３?４?５??纬向风均方根误差／（ｍ?？?ｓ，??图９?２０１２年１６组降水天气条件下北京ＭＳＴ雷达原算法与改进算法得到的经向风、??纬向风与探空测值平均差值和均方根误差廓线??Ｆｉｇ．?９?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｍｅａｎ?ｖａｌｕｅｓ?ａｎｄ?ｒｏｏｔ?ｍｅａｎ?ｓｑｕａｒｅ?ｅｒｒｏｒ?ｏｆ?ｚｏｎａｌ?ａｎｄ?ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ?ｗｉｎｄ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｒａｄｉｏｓｏｎｄｅ??ａｎｄ?Ｂｅｉｊｉｎｇ?ＭＳＴ?ｒａｄａｒ?ｄａｔａ?ｏｂｔａｉｎｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ａｎｄ?ｉｍｐｒｏｖｅｄ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ??ｕｎｄｅｒ?１６－ｇｒｏｕｐ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ｗｅａｔｈｅｒ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?ｉｎ?２０１２??差分别在一〇？?０５？０？?０５?ｍ?？?ｓ＿１?和?０？?２５？０？?３?ｍ?？??围内．明显小于霄达原算法与ＥＲＡ５数据的差??择Ｃ寧均差揎和差揖的标准差分别在一〇．３５一??一．０？?２Ｓ?ｍ?．?ｓ—１?和?０？?４．？０．．．Ｓ?ｍ?．?。改进??算法得到昀垂直速度与ＥＲＡＥ５数据的差异明显小??于雷达产品与ＥＲＡ５数据的差异ｅ??改进箅法可更准确地识别大气湍流倩号，有教??抑制杂波及降水信号齒扰。为检验改进算法在降??水天气条件下的有效性，将２０１２年共１６组降水天??气条件下（根据雷隹站所在地历史天气记录全天：有??降水时段？?７?Ｊｆ?２５，：?２６，２．ｇ：ｓ?Ｓ１?日，８?ｊｆ?Ｓ?日及?ｌｊ?ｊｆ??１３?，２０日）的探空与
【参考文献】：
期刊论文
[1]风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法[J]. 高祝宇,阮征,魏鸣,葛润生,刘瑞婷. 应用气象学报. 2016(02)
[2]北京MST雷达探测中间层-低热层观测结果初步分析[J]. 田玉芳,吕达仁. 地球物理学报. 2016(02)
[3]自适应阈值方法去除风廓线雷达地物杂波[J]. 张福贵,范潇,何建新. 应用气象学报. 2015(04)
[4]基于径向功率谱的风廓线雷达错误风数据处理[J]. 陈浩君,黄兴友,孙婧,孙娟,尹春光,郑杰,王勤典,薛昊. 应用气象学报. 2015(04)
[5]一种抑制降水对风廓线雷达水平风干扰的方法[J]. 林晓萌,何平,黄兴友. 应用气象学报. 2015(01)
[6]确定风廓线雷达功率谱噪声功率方法[J]. 何平,李柏,吴蕾,高玉春. 应用气象学报. 2013(03)
[7]用综合识别法检测风廓线雷达湍流目标[J]. 胡明宝,李妙英,贺宏兵. 系统工程与电子技术. 2012(05)
[8]基于极大似然算法的风廓线雷达谱矩估计[J]. 惠建新,吴蕾,高玉春,周杰. 气象科技. 2012(01)
[9]风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟[J]. 王莎,阮征,葛润生. 应用气象学报. 2012(01)
[10]基于正交多项式拟合的风廓线雷达风谱识别[J]. 周旭辉,马杰良,吴蕾,高玉春,柴秀梅. 现代雷达. 2011(11)
博士论文
[1]风廓线雷达数据处理与应用研究[D]. 胡明宝.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]风廓线雷达功率谱密度数据处理算法研究[D]. 周旭辉.南京信息工程大学 2011
本文编号：3526101
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