一種雙頻段天氣雷達觀測平臺及雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法與流程
本發明涉及氣象觀測技術領域，具體涉及一種雙頻段天氣雷達觀測平臺及雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法。
背景技術：
原有的天氣雷達退速度模糊方法，根據氣象目標速度場在時間或空間分布上的連續性，進行退速度模糊。這種方法有一定的效果，但是對于工作頻率較高的雷達，其最大不模糊速度較小，此種方法對最大不模糊速度的擴展能力有限。
技術實現要素：
本發明提供了一種雙頻段天氣雷達觀測平臺及雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法，能夠提高雙頻段天氣雷達的氣象探測能力。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：提供了一種雙頻段天氣雷達觀測平臺，包括控制模塊、信號處理模塊、主控模塊和退速度模糊模塊；
所述控制模塊，用于控制雙頻段天氣雷達的高頻段系統和低頻段系統同時工作，進行氣象目標探測，分別得到高頻段系統對應的高頻率氣象探測數據和低頻段系統對應的低頻率氣象探測數據；
所述信號處理模塊，用于分別對高頻率氣象探測數據和低頻率氣象探測數據進行預處理，輸出對應的高頻率徑向速度探測數據和低頻率徑向速度探測數據，并存儲至所述主控模塊；
所述退速度模糊模塊，用于從所述主控模塊中讀取高頻率徑向速度探測數據和低頻率氣象探測數據，并利用低頻率徑向速度探測數據作為目標引導數據，對高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據。
本發明的有益效果為：結合雙頻段天氣雷達的特點，以速度探測范圍較大的低頻段系統獲取的徑向速度作為引導，對速度探測范圍較小的高頻段系統獲取的徑向速度進行退速度模糊處理，提高了探測數據的質量，增強了雙頻段天氣雷達的速度探測能力。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以作出如下改進。
進一步的，所述控制模塊、信號處理模塊和退速度模糊模塊均通過PCI總線與所述主控模塊通信連接。
進一步的，所述退速度模糊模塊包括：
第一退速度模糊單元，用于分別對低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，得到第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據；
第二退速度模糊單元，用于將經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據作為引導目標數據，對經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據進行第二輪提速度模糊處理，得到兩次退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據。
所述進一步的有益效果為：先將兩組徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，使得退速度模糊處理后的兩組徑向速度探測數據更準確，并對高頻率徑向速度探測數據進行兩輪退速度模糊處理，使得處理后的高頻率徑向速度探測數據更精準，提高整個雙頻段天氣雷達的氣象目標速度探測能力。
為解決本發明的技術問題，還提供了一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法，包括：
S1，控制雙頻段天氣雷達的高頻段系統和低頻段系統同時工作，進行氣象目標探測，分別得到對應的高頻率氣象探測數據和低頻率氣象探測數據；
S2、分別對所述高頻率氣象探測數據和所述低頻率氣象探測數據進行預處理，得到對應的高頻率徑向速度探測數據和低頻率徑向速度探測數據；
S3，利用低頻率徑向速度探測數據作為目標引導數據，對高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到退速度模糊處理后的高頻段系統對應的徑向速度探測數據。
在上述技術方案的基礎上，還可以作出如下改進。
進一步的，所述步驟S3具體包括：
S31，分別對低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，得到第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據；
S32，將經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據作為引導目標數據，對經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據進行第二輪提速度模糊處理，得到經過兩次退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據。
所述進一步的有益效果為：先將兩組徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，使得退速度模糊處理后的兩組徑向速度探測數據更準確，并對高頻率徑向速度探測數據進行兩輪退速度模糊處理，使得處理后的高頻率徑向速度探測數據更精準，提高整個雙頻段天氣雷達的氣象目標速度探測能力。
進一步的，所述步驟S31具體包括：
S31.1，從一組低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據中通過搜索比較，找到絕對值最小的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據，并將其作為可信初始徑向速度；
S31.2，從該可信初始徑向速度對應的初始可信距離庫出發，根據相鄰距離庫在時間和空間上風場的連續性原則，對所述初始可信距離庫的相鄰距離庫上的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到所述初始可信距離庫的相鄰距離庫上經過退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據；
S31.3，將進行過退速度模糊處理后的距離庫作為可信距離庫，并對其相鄰時間或空間上的距離庫進行退速度模糊處理，直到整個探測時間或整個探測空間內的所有距離庫均經過退速度模糊處理，至此得到每一個距離庫中經過退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據。
進一步的，采用如下公式對可信距離庫的相鄰距離庫上的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到相鄰距離庫上的實際徑向速度：
VTi＝V0i±2nVmax；
選取合適的n值，使得計算出來的VTi最接近于可信距離庫的可信徑向速度；
其中，VTi為相鄰距離庫上經過退速度模糊處理后的實際徑向速度，V0i為該相鄰距離庫上的探測到的徑向速度，i表示第i個距離庫，Vmax為最大不模糊速度，其由高頻段雷達系統的脈沖重復頻率和雷達工作頻率確定，n為正整數。
進一步的，所述步驟S32具體包括：
對于同一距離庫，將該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度作為引導目標徑向速度，對該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度進行第二輪退速度模糊處理，得到該距離庫對應的經過第二輪退速度模糊后的高頻率徑向速度。
進一步的，采用如下公式對該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度進行第二輪退速度模糊處理：
VTj＝V0j±2mVmax；
選取合適的m值，m為正整數，使得計算出來的VTj最接近于VTi，j＝i；
其中，VTj為距離庫上經過第二輪退速度模糊處理后的高頻率實際徑向速度，V0為該距離庫上的探測到的高頻率徑向速度，j表示第j個距離庫，VTi表示經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率實際徑向速度，i表示第i個距離庫，Vmax為最大不模糊速度，其由高頻段雷達系統的脈沖重復頻率和雷達工作頻率確定，m為正整數。
附圖說明
圖1為實施例1的一種雙頻段天氣雷達觀測平臺連接框圖；
圖2為實施例2的一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法流程圖；
圖3為實施例3的一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法流程圖；
圖4為實施例4的一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
實施例1、一種雙頻段天氣雷達觀測平臺。
參見圖1，本實施例提供的雙頻段天氣雷達觀測平臺包括控制模塊1、信號處理模塊2、主控模塊4和退速度模糊模塊3；
所述控制模塊1，用于控制雙頻段天氣雷達的高頻段系統和低頻段系統同時工作，進行氣象目標探測，分別得到高頻段系統對應的一組高頻率氣象探測數據和低頻段系統對應的一組低頻率氣象探測數據；
所述信號處理模塊2，用于分別對兩組氣象探測數據進行預處理，輸出對應的高頻率徑向速度探測數據和低頻率徑向速度探測數據并存儲至所述主控模塊4；
所述退速度模糊模塊3，用于從所述主控模塊4中讀取兩組徑向速度探測數據，并利用低頻段系統對應的徑向速度探測數據作為引導目標數據，對高頻率對應的徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到退速度模糊處理后的高頻段系統對應的徑向速度探測數據。
其中，所述控制模塊1、信號處理模塊2和退速度模糊模塊3均通過PCI(Peripheral Component Interconnect)總線與所述主控模塊4通信連接。
其中的退速度模糊模塊3具體包括：
第一退速度模糊單元31，用于分別對低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，得到第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據；
第二退速度模糊單元32，用于將經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據作為引導目標數據，對經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據進行第二輪提速度模糊處理，得到兩次退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據。
實施例2、一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法。
參見圖2，本實施例提供的方法包括：
S1，控制雙頻段天氣雷達的高頻段系統和低頻段系統同時工作，進行氣象目標探測，分別得到對應的一組高頻率氣象探測數據和一組低頻率氣象探測數據；
S2、分別對所述高頻率氣象探測數據和所述低頻率氣象探測數據進行預處理后，得到對應的高頻率徑向速度探測數據和低頻率徑向速度探測數據；
S3，利用低頻率徑向速度探測數據作為目標引導數據，對高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到退速度模糊處理后的高頻段系統對應的徑向速度探測數據。
下面對上述步驟進行詳細描述。
雙頻段天氣雷達具有兩個頻段系統，一個低頻段系統和一個高頻段系統，通過為ku頻段系統和ka頻段系統，其中ku頻段系統為低頻段系統，ka為高頻段系統。雙頻段天氣雷達觀測平臺控制雙頻段天氣雷達的兩個頻系統同時工作，在同一時間探測同一空間位置的氣象目標，得到兩組氣象探測數據，即低頻段系統探測到的一組低頻率氣象探測數據和高頻段系統探測到的一組高頻率氣象探測數據。
隨后分別對兩組氣象探測數據進行相干累積、傅里葉變換和功率譜識別等處理后，輸出對應的低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據。
實施例3、一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法。
參見圖3，上述步驟S3可具體包括：
S31，分別對低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據進行第一輪退速度模糊處理，得到第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據和高頻率徑向速度探測數據；
S32，將經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據作為引導目標數據，對經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據進行第二輪提速度模糊處理，得到兩次退速度模糊處理后的高頻率徑向速度探測數據。
實施例4、一種雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法。
可參見圖4所示，上述步驟S31具體包括：
S31.1，從一組低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據中通過搜索比較，找到絕對值最小的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據，并將其作為可信初始徑向速度；
S31.2，從該可信初始徑向速度對應的初始可信距離庫出發，根據相鄰距離庫在時間和空間上風場的連續性原則，對所述初始可信距離庫的相鄰距離庫上的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到所述初始可信距離庫的相鄰距離庫上經過退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據；
S31.3，將進行過退速度模糊處理后的距離庫作為可信距離庫，并對其相鄰時間或空間上的距離庫進行退速度模糊處理，直到整個探測時間或整個探測空間內的所有距離庫均經過退速度模糊處理，至此得到每一個距離庫中經過退速度模糊處理后的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據。
所述步驟S31.2和步驟S31.3中可用如下公式對可信距離庫的相鄰距離庫上的低頻率徑向速度探測數據或高頻率徑向速度探測數據進行退速度模糊處理，得到相鄰距離庫上的實際徑向速度：
VTi＝V0i±2nVmax；
選取合適的n值，n為正整數，使得計算出來的VTi最接近于可信距離庫對應的可信徑向速度；
其中，VTi為相鄰距離庫上經過退速度模糊處理后的實際徑向速度，V0i為該相鄰距離庫上的探測到的徑向速度，i表示第i個距離庫，Vmax為最大不模糊速度，其由脈沖重復頻率和天氣雷達工作頻率確定，n為正整數。
所述步驟S32具體包括：
對于同一距離庫，將該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率徑向速度作為引導目標徑向速度，對該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度進行第二輪退速度模糊處理，得到該距離庫對應的經過第二輪退速度模糊后的高頻率徑向速度。
當雷達體制為雙頻段可同時探測時，由于兩個頻段系統探測的為同一時間同一空間位置的氣象目標，探測到的目標速度基本一致，因此針對于同一距離庫，低頻段系統測得的徑向速度與高頻率系統測得的徑向速度基本一致，可將低頻段系統獲取的徑向速度數據作為引導目標數據，引導高頻段系統獲取的徑向速度數據，作退速度模糊處理，可擴展高頻段系統的速度探測范圍，提高雙頻段天氣雷達的數據質量。
可采用如下公式對該距離庫對應的經過第一輪退速度模糊處理后的高頻率徑向速度進行第二輪退速度模糊處理：
VTj＝V0j±2mVmax；
選取合適的m值，m為正整數，使得計算出來的VTj最接近于VTi，j＝i；
其中，VTj為距離庫上經過第二輪退速度模糊處理后的高頻率實際徑向速度，V0為該距離庫上的探測到的高頻率徑向速度，j表示第j個距離庫，VTi表示經過第一輪退速度模糊處理后的低頻率實際徑向速度，i表示第i個距離庫，Vmax為最大不模糊速度，其由高頻段系統的脈沖重復頻率和雷達工作頻率確定，m為正整數。
本發明提供的一種雙頻段天氣雷達觀測平臺及雙頻段天氣雷達引導式退速度模糊方法，結合雙頻段天氣雷達的特點，以速度探測范圍較大的低頻段系統獲取的徑向速度作為引導，對速度探測范圍較小的高頻段系統獲取的徑向速度進行退速度模糊處理，提高了探測數據的質量，增強了雙頻段天氣雷達的氣象目標速度探測能力。
在本說明書的描述中，參考術語“實施例一”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
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