基于MCMC方法的雨衰补偿算法研究
发布时间：2021-12-02 17:26
利用气象雷达对各种气象参数进行采集是气象环境探测的重要方式,气象雷达发射电磁波,通过从回波中提取到的各类参量,进而判断电磁波传播方向是否存在气象目标,并根据回波参量的大小进行气象目标的定量计算,复杂气象的分类等。但是电磁波在碰到气象目标后会发生散射现象,而气象目标也会吸收部分电磁波,从而导致气象雷达实际接收到的信号强度要低于实际信号强度,即气象雷达的回波参量存在衰减现象。雷达回波参量的衰减现象对后续气象目标的定量计算,气象分类等都会产生影响,尤其对于波长较短的X波段气象雷达,衰减情况更为严重,因此对X波段气象雷达进行雨衰补偿是十分必要的。本文针对X波段双偏振气象雷达的雨衰问题,探究气象雷达回波参量之间相互关系,提出了两种能够对进行有效雨衰补偿的方法,并通过实验证明了每个方法的雨衰补偿效果。本论文的工作重点可以分为以下几点:第一,研究了气象雷达雨衰补偿相关内容,重点介绍了气象雷达的回波参量和X波段双偏振气象雷达的数据来源以及数据格式,并对差分传播相移数据进行了退折叠和相位调零的预处理,方便后续的数据处理。第二,提出了一种基于MCMC(Markov Chain Monte Carlo)方法...
【文章来源】： 中国民航大学天津市
【文章页数】：74 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文内容及章节安排
第二章 双偏振雷达工作原理及数据预处理
2.1 引言
2.2 双偏振雷达工作原理
2.3 双偏振气象雷达偏振参量介绍
2.3.1 差分反射率因子
2.3.2 差分传播相移
2.3.3 差分传播相移率
2.3.4 零滞后互相关系数
2.3.5 线性退偏振比
2.4 气象雷达数据来源介绍
2.4.1 X波段数据来源介绍
2.4.2 S波段KVNX雷达简介
2.4.3 Net CDF数据格式介绍
2.5 差分传播相移数据预处理
2.6 本章小结
第三章 基于MCMC方法的反射率因子衰减补偿
3.1 引言
3.2 MCMC方法基本原理
3.3 基于MCMC方法的反射率因子衰减补偿
3.3.1 基于MCMC方法的差分传播相移率估计
3.3.2 反射率因子衰减补偿
3.3.3 基于MCMC方法的反射率因子雨衰补偿处理流程
3.4 实验结果及分析
3.4.1 差分传播相移的订正结果
3.4.2 反射率因子的补偿结果
3.5 本章小结
第四章 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰减补偿
4.1 引言
4.2 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰减补偿
4.2.1 扩展卡尔曼滤波基础理论
4.2.2 基于EKF-MCMC方法的差分传播相移估计
4.3 实验结果及分析
4.3.1 差分传播相移订正结果
4.3.2 水平反射率因子补偿结果
4.3.3 运算量对比分析
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子滤波和卡尔曼滤波的室内定位方法研究 [J]. 李爱双,夏宁. 资源信息与工程. 2019(03)
[2]动态滑动窗口加权互信息流特征选择 [J]. 程玉胜,李雨,王一宾,陈飞. 南京大学学报(自然科学). 2018(05)
[3]隐马尔可夫结构方程模型及其贝叶斯估计 [J]. 王坤,刘鹤飞,蒋成飞. 数理统计与管理. 2018(02)
[4]基于粒子滤波的差分传播相移估计方法 [J]. 李海,崔爱璐,章涛,吴仁彪. 雷达科学与技术. 2017(05)
[5]基于数值天气预报模式的机载气象雷达降雨目标极化特性仿真 [J]. 刘夏,韩雁飞,李海,卢晓光,吴仁彪. 雷达学报. 2016(02)
[6]联合遥感技术对X波段雷达反射率的衰减订正 [J]. 范根昌,肖辉,吕峰,秦彦硕,刘亚男. 高原气象. 2015(05)
[7]X波段双偏振雷达反演雨滴谱方法研究 [J]. 李宗飞,肖辉,姚振东,冯亮. 气候与环境研究. 2015(03)
[8]双偏振雷达差分传播相移的五种滤波方法对比分析 [J]. 魏庆,胡志群,刘黎平. 成都信息工程学院学报. 2014(06)
[9]影响双线偏振雷达相位探测精度的分析 [J]. 曹俊武,胡志群,陈晓辉,方文贵,屈凯峰. 高原气象. 2011(03)
[10]双偏振雷达基本产品和回波分析 [J]. 张杰,田密,朱克云,任景轩,刘媛媛. 高原山地气象研究. 2010(02)
博士论文
[1]利用雨滴谱对移动双偏振雷达进行质量控制及降水估测[D]. 吴林林.中国气象科学研究院 2014
硕士论文
[1]基于卡尔曼滤波的多区域关联视频目标跟踪研究[D]. 王炜.南京理工大学 2013
[2]MCMC方法研究[D]. 赵琪.山东大学 2007
[3]双线偏振多普勒雷达定量探测降水强度方法的研究[D]. 王建林.中国气象科学研究院 2005
本文编号：3528861
【文章来源】： 中国民航大学天津市
【文章页数】：74 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文内容及章节安排
第二章 双偏振雷达工作原理及数据预处理
2.1 引言
2.2 双偏振雷达工作原理
2.3 双偏振气象雷达偏振参量介绍
2.3.1 差分反射率因子
2.3.2 差分传播相移
2.3.3 差分传播相移率
2.3.4 零滞后互相关系数
2.3.5 线性退偏振比
2.4 气象雷达数据来源介绍
2.4.1 X波段数据来源介绍
2.4.2 S波段KVNX雷达简介
2.4.3 Net CDF数据格式介绍
2.5 差分传播相移数据预处理
2.6 本章小结
第三章 基于MCMC方法的反射率因子衰减补偿
3.1 引言
3.2 MCMC方法基本原理
3.3 基于MCMC方法的反射率因子衰减补偿
3.3.1 基于MCMC方法的差分传播相移率估计
3.3.2 反射率因子衰减补偿
3.3.3 基于MCMC方法的反射率因子雨衰补偿处理流程
3.4 实验结果及分析
3.4.1 差分传播相移的订正结果
3.4.2 反射率因子的补偿结果
3.5 本章小结
第四章 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰减补偿
4.1 引言
4.2 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰减补偿
4.2.1 扩展卡尔曼滤波基础理论
4.2.2 基于EKF-MCMC方法的差分传播相移估计
4.3 实验结果及分析
4.3.1 差分传播相移订正结果
4.3.2 水平反射率因子补偿结果
4.3.3 运算量对比分析
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子滤波和卡尔曼滤波的室内定位方法研究 [J]. 李爱双,夏宁. 资源信息与工程. 2019(03)
[2]动态滑动窗口加权互信息流特征选择 [J]. 程玉胜,李雨,王一宾,陈飞. 南京大学学报(自然科学). 2018(05)
[3]隐马尔可夫结构方程模型及其贝叶斯估计 [J]. 王坤,刘鹤飞,蒋成飞. 数理统计与管理. 2018(02)
[4]基于粒子滤波的差分传播相移估计方法 [J]. 李海,崔爱璐,章涛,吴仁彪. 雷达科学与技术. 2017(05)
[5]基于数值天气预报模式的机载气象雷达降雨目标极化特性仿真 [J]. 刘夏,韩雁飞,李海,卢晓光,吴仁彪. 雷达学报. 2016(02)
[6]联合遥感技术对X波段雷达反射率的衰减订正 [J]. 范根昌,肖辉,吕峰,秦彦硕,刘亚男. 高原气象. 2015(05)
[7]X波段双偏振雷达反演雨滴谱方法研究 [J]. 李宗飞,肖辉,姚振东,冯亮. 气候与环境研究. 2015(03)
[8]双偏振雷达差分传播相移的五种滤波方法对比分析 [J]. 魏庆,胡志群,刘黎平. 成都信息工程学院学报. 2014(06)
[9]影响双线偏振雷达相位探测精度的分析 [J]. 曹俊武,胡志群,陈晓辉,方文贵,屈凯峰. 高原气象. 2011(03)
[10]双偏振雷达基本产品和回波分析 [J]. 张杰,田密,朱克云,任景轩,刘媛媛. 高原山地气象研究. 2010(02)
博士论文
[1]利用雨滴谱对移动双偏振雷达进行质量控制及降水估测[D]. 吴林林.中国气象科学研究院 2014
硕士论文
[1]基于卡尔曼滤波的多区域关联视频目标跟踪研究[D]. 王炜.南京理工大学 2013
[2]MCMC方法研究[D]. 赵琪.山东大学 2007
[3]双线偏振多普勒雷达定量探测降水强度方法的研究[D]. 王建林.中国气象科学研究院 2005
本文编号：3528861
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