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脉冲多普勒天气雷达径向速度资料处理及对低空急流的识别

杨婷娅  
【摘要】:本文讨论的是有关脉冲多普勒天气雷达的信号处理技术以及雷达资料的应用,主要研究了滤波算法、解距离模糊和速度模糊问题,以及应用多普勒雷达资料对低空急流进行识别。 首先,本文将二维可分离小波变换良好的时频局部性和Kalman滤波的实时最佳预测修正跟踪滤波估计结合起来,得出一种有效的混合滤波算法(WK算法),并将该算法用于进行运动图像的滤波处理,通过实际的仿真验证了该算法有效性。 再次,本文研究了常用的解速度模糊算法,在重点研究参差脉冲法的基础上,重点分析和讨论了该方法下脉冲对处理中的速度估计问题,对速度估计公式的限制条件做了分析和理论推导,同时给出了一个修正公式,修正后的公式能够准确估计出最大不模糊速度以内的目标的平均速度。研究了几种常用的解距离模糊算法,在重点分析相位编码法的基础上,给出一种新的相位编码序列,该序列能够增大不期望回波的频谱分散程度,同时给出相应的频域处理方法,该方法能够更好地从重叠回波中恢复出需要的回波信号,而且易于实时处理。 最后,本文在研究了大量有关低空急流的特征的基础上,并结合雷达探测资料的特性,先通过三维插值将多普勒天气雷达径向速度资料插值到一个柱形网格上,然后根据低空急流所定义的水平风速在垂直方向上的变化,对相同方位角上不同高度层的水平风速进行速度梯度的计算,最后由水平风速与径向速度的关系,得到相同方位角上不同高度层的径向速度的速度梯度,找出符合低空急流标准的阈值范围和条件,从而达到对低空急流进行识别的效果。


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