基于多普勒天气雷达数据质量控制的风切变算法研究
本文选题:多普勒天气雷达 切入点:低空风切变 出处:《中国民航大学》2017年硕士论文
【摘要】:低空风切变作为一种危害民航飞行安全的天气现象,具有发生时间短、尺度小、危害大等特点。然而,目前业务运行的风切变算法存在识别能力差、切变边缘模糊的问题,因此研究及时高效的风切变识别算法极为重要。而多普勒天气雷达作为探测低空风切变的重要工具,基数据存在质量问题。因此在以基数据进行风切变的算法反演前,有必要提高基数据的质量,进而提高风切变反演算法的准确性和可靠性,确保民航飞机安全的飞行和起降。具体的步骤如下:本文采用CINRAD-SA型号多普勒天气雷达实测的基数据进行质量控制和风切变的算法反演。第一,风切变的算法反演是基于多普勒天气雷达速度数据进行的。本文对天气雷达速度数据中存在的噪声数据、缺测数据和模糊数据进行质量控制。针对高切变和孤立回波情况下数据质量问题,提出了基于联合切变检测和十字形多尺度窗口的速度退模糊改进算法,为后面反演风切变提供了有效保证。第二,目前,业务雷达运行的风切变直接差值滤波算法存在漏报和切变边缘模糊等问题。针对此问题,提出了基于多普勒天气雷达基数据识别风切变的算法研究。首先,对雷达基数据进行质量控制。其次,在拟合窗口内,采用最小二乘法计算切变值。最后,依据风切变阈值识别风切变区域,在PPI(PPI,Plan Position Indication)上进行了显示。采用实测数据进行算法验证,结果表明文中算法提取的风切变区域和真实的辐合、辐散区域相匹配。
[Abstract]:As a weather phenomenon that endangers the safety of civil aviation flight, low altitude wind shear has the characteristics of short time, small scale and great harm. However, there are some problems such as poor recognition ability and fuzzy edge of shear. Therefore, it is very important to study a timely and efficient wind shear recognition algorithm. As an important tool for detecting wind shear at low altitude, Doppler weather radar has quality problems. It is necessary to improve the quality of base data and thus improve the accuracy and reliability of windshear inversion algorithm. To ensure the safety of civil aviation aircraft flight and landing. The specific steps are as follows: this paper uses the base data measured by CINRAD-SA Doppler weather radar for quality control and windshear algorithm inversion. Wind shear algorithm inversion is based on Doppler weather radar velocity data. In order to solve the problem of data quality in the case of high shear and solitary echo, an improved speed deblurring algorithm based on joint shear detection and cross-shaped multi-scale window is proposed. It provides an effective guarantee for the back inversion of wind shear. Secondly, at present, there are some problems in the windshear direct difference filtering algorithm of operational radar, such as missing the report and blurring the edge of shear. The algorithm of wind shear recognition based on Doppler weather radar data is proposed. Firstly, the quality of radar data is controlled. Secondly, in the fitting window, the shear value is calculated by least square method. According to the wind shear threshold, the wind shear region is identified and displayed on the PPI / PPI Position indication. The algorithm is verified by the measured data. The results show that the windshear region extracted by the proposed algorithm matches the real convergence and divergence region.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN959.4
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,本文编号:1674653
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