CN106125057A - 一种雷达回波移动矢量场处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种雷达回波移动矢量场处理方法。其包括如下步骤：A、计算有移动矢量场的回波的主导移动矢量；B、从回波的移动矢量场中分解变形矢量；C、对所述变形矢量进行一致性检验；D、一致性检验符合预定的要求后，将所述变形矢量及主导移动矢量合成移动矢量。经过处理后的移动矢量场令所有雷达回波均能具有一定的移动矢量，而且移动矢量的分布均匀性较好，避免了凌乱移动矢量给回波外推预测带来的困难。

Description

一种雷达回波移动矢量场处理方法

技术领域

本发明涉及雷达回波技术领域，尤其涉及一种雷达回波移动矢量场处理方法。

背景技术

高质量的雷达回波移动矢量场是利用雷达回波开展准确的短时临近预报工作的基础。目前，有多种方法来进行移动矢量场的计算，主要包括：交叉相关法、变分法、TITAN技术等。但是，在进行雷达回波的移动矢量场计算过程中，会存在部分区域无有效移动矢量，部分移动矢量零散、一致性差等问题，从而导致雷达回波的短时临近预报准确性不高。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种雷达回波移动矢量场处理方法，旨在解决现有技术中移动矢量场中部分区域缺失、矢量场零散、一致性差，雷达回波的短时临近预报准确性不高的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种雷达回波移动矢量场处理方法，其中，包括：

A、计算有移动矢量场的回波的主导移动矢量；

B、从回波的移动矢量场中分解变形矢量；

C、对所述变形矢量进行一致性检验；

D、一致性检验符合预定的要求后，将所述变形矢量及主导移动矢量合成移动矢量。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述方法还包括：

采用主导移动矢量填补没有移动矢量场的回波；

根据步骤D计算获得的合成矢量结果进行回波外推预测。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述分解变形矢量方法具体包括：

将回波块内各个点的移动矢量减去主导移动矢量，获得所述变形矢量。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述步骤C具体包括：

C1、预设一致性系数的阈值；

C2、计算平均一致性系数，并且当所述平均一致性系数大于等于所述预设的阈值时，判断为符合一致性检验要求。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述相邻两点之间的一致性系数如下所示：

ρ_im＝D_im×L_im

其中，D_im为移动方向的一致性系数，L_im为移动速度的一致性系数。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述D_im＝cosθ_im；其中，θ_im为两移动矢量之间的方向差。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述其中，和分别为相邻两点上的移动矢量。

所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其中，所述步骤A具体包括：

以32个方位为标准来进行计算，选取回波块内各个点的主导移动矢量方向；

将回波块内出现频率最高的主导移动矢量方向作为回波块的主导移动矢量方向；

计算在选取的主导移动矢量方向上的各个点的移动距离平均值作为所述回波块的主导移动矢量的移动距离。

有益效果：本发明提供的一种雷达回波移动矢量场处理方法，经过处理后的移动矢量场令所有雷达回波均能具有一定的移动矢量，而且移动矢量的分布均匀性较好，避免了凌乱移动矢量给回波外推预测带来的困难。

附图说明

图1为本发明具体实施例的一种雷达回波移动矢量场处理方法的方法流程图。

图2a为采用现有方法的原始预报结果示意图。

图2b为使用本发明所述方法进行再处理的预报结果示意图。

图2c为实况结果示意图。

具体实施方式

本发明提供一种雷达回波移动矢量场处理方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明具体实施例的雷达回波移动矢量场处理方法。所述方法包括如下步骤：

S100、计算有移动矢量场的回波的主导移动矢量。具体的，在所述步骤S100之前，包括将回波分为有移动矢量场的回波和无移动矢量的回波。然后，采用主导移动矢量进行填补没有移动矢量场的区域。

S200、从回波的移动矢量场中分解变形矢量。

S300、对所述变形矢量进行一致性检验。

S400、一致性检验符合预定的要求后，将所述变形矢量及主导移动矢量合成移动矢量。

在本发明的具体实施例中，所述方法还包括：

S500、计算获得的合成矢量结果与所述没有移动矢量场的回波，从而获得最终用于进行回波外推预测的移动矢量场。

在实际应用过程中，可以将雷达回波的运动分为整体移动与内部变形两部分，其移动矢量可以分解为回波块移动矢量与变形矢量两部分，即移动矢量

其中，是指整个回波块的移动矢量，其方向是采用的回波块中出现频次最大的主导移动矢量方向。其移动距离值则选取的主导移动矢量方向上各个移动距离值的平均值。

具体的，回波块主导移动矢量方向可以以32个方位为标准来进行计算，选取出主导的移动矢量方位。

通过上述方法计算获得回波块移动矢量方向和移动距离后，可以据此计算变形矢量。所述变形矢量的计算方法具体为：将回波块内各个点的移动矢量减去主导移动矢量，获得所述变形矢量，用于表征回波块内部运动不均匀性。

在本实施例中，上述步骤S300的具体包括：预设一致性系数的阈值。当计算获得的结果大于阈值时，判断为符合一致性检验要求，可以认为移动矢量是合理的，不需要进行进一步处理。而当计算结果小于阈值时，需要进行进一步处理，改用回波块的主导移动矢量作为改点修正以后的移动矢量。

其计算过程具体如下所示：

首先，所述相邻两点i和m之间的一致性系数如下算式所示：

ρ_im＝D_im×L_im (1)

其中，D_im为移动方向的一致性系数，L_im为移动速度的一致性系数。

算式(1)中D_im＝cosθ_im；其中，θ_im为两移动矢量之间的方向差；算式(1)中其中，和分别为相邻两点i和m上的移动矢量。

为计算某一点移动矢量与周围移动矢量场的总一致性，以点i为中心，以R为影响半径，分别计算点i处的移动矢量与周围各个矢量的一致性系数，然后进行加权平均，从而得到总的平均一致性系数。由于两点越近，移动矢量的相关性越好，因此权重函数可以设为距离的函数：

$\left\{\begin{array}{cc}{G}_{im}=e^{(1-2r_{im}/R)}& r_{im}\≤R\\ G_{im}=0& r_{im}>R\end{array}\right.$

r_im是点i与点m间的距离，因而平均的一致性系数为

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}}_i=\frac{\underset{m}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{im}\×G_{im}}{G_{im}}---\left(2\right)$

对于点i处的移动矢量，可以计算以它为中心以R为半径的水平范围内所有的移动矢量与它的一致性。

如上所述，判断计算所得的平均一致性系数与阈值ρ₀(临界值)之间的大小。在本实施例中，所述阈值ρ₀＝0.5。

上述处理方法，通过计算主导移动矢量，变形矢量一致性检验以及最后的合成步骤，最终实现回波移动矢量场的再处理，能够使得所有的雷达回波内均有一定的移动矢量，并且移动矢量分布均匀性较好，避免了零乱移动矢量给回波外推预测带来的困难。

如图2a-2c所示，分别为使用现有方法的原始预报结果，使用上述方法进行再处理的预报结果以及实况结果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，包括：

A、计算有移动矢量场的回波的主导移动矢量；

B、从回波的移动矢量场中分解变形矢量；

C、对所述变形矢量进行一致性检验；

D、一致性检验符合预定的要求后，将所述变形矢量及主导移动矢量合成移动矢量。

2.根据权利要求1所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用主导移动矢量填补没有移动矢量场的回波；

根据步骤D计算获得的合成矢量结果与所述没有移动矢量场的回波，计算获得用于进行回波外推预测的移动矢量场。

3.根据权利要求1所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述分解变形矢量方法具体包括：

将回波块内各个点的移动矢量减去主导移动矢量，获得所述变形矢量。

4.根据权利要求1所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1、预设一致性系数的阈值；

C2、计算平均一致性系数，并且当所述平均一致性系数大于等于所述预设的阈值时，判断为符合一致性检验要求。

5.根据权利要求4所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述相邻两点之间的一致性系数如下所示：

ρ_im＝D_im×L_im

其中，D_im为移动方向的一致性系数，L_im为移动速度的一致性系数。

6.根据权利要求5所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述D_im＝cosθ_im；其中，θ_im为两移动矢量之间的方向差。

7.根据权利要求5所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述其中，和分别为相邻两点上的移动矢量。

8.根据权利要求1所述的雷达回波移动矢量场处理方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

以32个方位为标准来进行计算，选取回波块内各个点的主导移动矢量方向；

将回波块内出现频率最高的主导移动矢量方向作为回波块的主导移动矢量方向；

计算在选取的主导移动矢量方向上的各个点的移动距离平均值作为所述回波块的主导移动矢量的移动距离。