基于MCMC方法的雨衰補(bǔ)償算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-02 17:26
利用氣象雷達(dá)對(duì)各種氣象參數(shù)進(jìn)行采集是氣象環(huán)境探測(cè)的重要方式,氣象雷達(dá)發(fā)射電磁波,通過從回波中提取到的各類參量,進(jìn)而判斷電磁波傳播方向是否存在氣象目標(biāo),并根據(jù)回波參量的大小進(jìn)行氣象目標(biāo)的定量計(jì)算,復(fù)雜氣象的分類等。但是電磁波在碰到氣象目標(biāo)后會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象,而氣象目標(biāo)也會(huì)吸收部分電磁波,從而導(dǎo)致氣象雷達(dá)實(shí)際接收到的信號(hào)強(qiáng)度要低于實(shí)際信號(hào)強(qiáng)度,即氣象雷達(dá)的回波參量存在衰減現(xiàn)象。雷達(dá)回波參量的衰減現(xiàn)象對(duì)后續(xù)氣象目標(biāo)的定量計(jì)算,氣象分類等都會(huì)產(chǎn)生影響,尤其對(duì)于波長較短的X波段氣象雷達(dá),衰減情況更為嚴(yán)重,因此對(duì)X波段氣象雷達(dá)進(jìn)行雨衰補(bǔ)償是十分必要的。本文針對(duì)X波段雙偏振氣象雷達(dá)的雨衰問題,探究氣象雷達(dá)回波參量之間相互關(guān)系,提出了兩種能夠?qū)M(jìn)行有效雨衰補(bǔ)償?shù)姆椒?并通過實(shí)驗(yàn)證明了每個(gè)方法的雨衰補(bǔ)償效果。本論文的工作重點(diǎn)可以分為以下幾點(diǎn):第一,研究了氣象雷達(dá)雨衰補(bǔ)償相關(guān)內(nèi)容,重點(diǎn)介紹了氣象雷達(dá)的回波參量和X波段雙偏振氣象雷達(dá)的數(shù)據(jù)來源以及數(shù)據(jù)格式,并對(duì)差分傳播相移數(shù)據(jù)進(jìn)行了退折疊和相位調(diào)零的預(yù)處理,方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。第二,提出了一種基于MCMC(Markov Chain Monte Carlo)方法...
【文章來源】: 中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 雙偏振雷達(dá)工作原理及數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.1 引言
2.2 雙偏振雷達(dá)工作原理
2.3 雙偏振氣象雷達(dá)偏振參量介紹
2.3.1 差分反射率因子
2.3.2 差分傳播相移
2.3.3 差分傳播相移率
2.3.4 零滯后互相關(guān)系數(shù)
2.3.5 線性退偏振比
2.4 氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)來源介紹
2.4.1 X波段數(shù)據(jù)來源介紹
2.4.2 S波段KVNX雷達(dá)簡介
2.4.3 Net CDF數(shù)據(jù)格式介紹
2.5 差分傳播相移數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
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減補(bǔ)償
3.3.1 基于MCMC方法的差分傳播相移率估計(jì)
3.3.2 反射率因子衰減補(bǔ)償
3.3.3 基于MCMC方法的反射率因子雨衰補(bǔ)償處理流程
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4.1 差分傳播相移的訂正結(jié)果
3.4.2 反射率因子的補(bǔ)償結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
4.1 引言
4.2 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
4.2.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波基礎(chǔ)理論
4.2.2 基于EKF-MCMC方法的差分傳播相移估計(jì)
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
4.3.1 差分傳播相移訂正結(jié)果
4.3.2 水平反射率因子補(bǔ)償結(jié)果
4.3.3 運(yùn)算量對(duì)比分析
4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子濾波和卡爾曼濾波的室內(nèi)定位方法研究 [J]. 李愛雙,夏寧. 資源信息與工程. 2019(03)
[2]動(dòng)態(tài)滑動(dòng)窗口加權(quán)互信息流特征選擇 [J]. 程玉勝,李雨,王一賓,陳飛. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(05)
[3]隱馬爾可夫結(jié)構(gòu)方程模型及其貝葉斯估計(jì) [J]. 王坤,劉鶴飛,蔣成飛. 數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理. 2018(02)
[4]基于粒子濾波的差分傳播相移估計(jì)方法 [J]. 李海,崔愛璐,章濤,吳仁彪. 雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[5]基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的機(jī)載氣象雷達(dá)降雨目標(biāo)極化特性仿真 [J]. 劉夏,韓雁飛,李海,盧曉光,吳仁彪. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]聯(lián)合遙感技術(shù)對(duì)X波段雷達(dá)反射率的衰減訂正 [J]. 范根昌,肖輝,呂峰,秦彥碩,劉亞男. 高原氣象. 2015(05)
[7]X波段雙偏振雷達(dá)反演雨滴譜方法研究 [J]. 李宗飛,肖輝,姚振東,馮亮. 氣候與環(huán)境研究. 2015(03)
[8]雙偏振雷達(dá)差分傳播相移的五種濾波方法對(duì)比分析 [J]. 魏慶,胡志群,劉黎平. 成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]影響雙線偏振雷達(dá)相位探測(cè)精度的分析 [J]. 曹俊武,胡志群,陳曉輝,方文貴,屈凱峰. 高原氣象. 2011(03)
[10]雙偏振雷達(dá)基本產(chǎn)品和回波分析 [J]. 張杰,田密,朱克云,任景軒,劉媛媛. 高原山地氣象研究. 2010(02)
博士論文
[1]利用雨滴譜對(duì)移動(dòng)雙偏振雷達(dá)進(jìn)行質(zhì)量控制及降水估測(cè)[D]. 吳林林.中國氣象科學(xué)研究院 2014
碩士論文
[1]基于卡爾曼濾波的多區(qū)域關(guān)聯(lián)視頻目標(biāo)跟蹤研究[D]. 王煒.南京理工大學(xué) 2013
[2]MCMC方法研究[D]. 趙琪.山東大學(xué) 2007
[3]雙線偏振多普勒雷達(dá)定量探測(cè)降水強(qiáng)度方法的研究[D]. 王建林.中國氣象科學(xué)研究院 2005
本文編號(hào):3528861
【文章來源】: 中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 雙偏振雷達(dá)工作原理及數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.1 引言
2.2 雙偏振雷達(dá)工作原理
2.3 雙偏振氣象雷達(dá)偏振參量介紹
2.3.1 差分反射率因子
2.3.2 差分傳播相移
2.3.3 差分傳播相移率
2.3.4 零滯后互相關(guān)系數(shù)
2.3.5 線性退偏振比
2.4 氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)來源介紹
2.4.1 X波段數(shù)據(jù)來源介紹
2.4.2 S波段KVNX雷達(dá)簡介
2.4.3 Net CDF數(shù)據(jù)格式介紹
2.5 差分傳播相移數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
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減補(bǔ)償
3.3.1 基于MCMC方法的差分傳播相移率估計(jì)
3.3.2 反射率因子衰減補(bǔ)償
3.3.3 基于MCMC方法的反射率因子雨衰補(bǔ)償處理流程
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4.1 差分傳播相移的訂正結(jié)果
3.4.2 反射率因子的補(bǔ)償結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
4.1 引言
4.2 基于EKF-MCMC方法的反射率因子衰減補(bǔ)償
4.2.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波基礎(chǔ)理論
4.2.2 基于EKF-MCMC方法的差分傳播相移估計(jì)
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
4.3.1 差分傳播相移訂正結(jié)果
4.3.2 水平反射率因子補(bǔ)償結(jié)果
4.3.3 運(yùn)算量對(duì)比分析
4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子濾波和卡爾曼濾波的室內(nèi)定位方法研究 [J]. 李愛雙,夏寧. 資源信息與工程. 2019(03)
[2]動(dòng)態(tài)滑動(dòng)窗口加權(quán)互信息流特征選擇 [J]. 程玉勝,李雨,王一賓,陳飛. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(05)
[3]隱馬爾可夫結(jié)構(gòu)方程模型及其貝葉斯估計(jì) [J]. 王坤,劉鶴飛,蔣成飛. 數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理. 2018(02)
[4]基于粒子濾波的差分傳播相移估計(jì)方法 [J]. 李海,崔愛璐,章濤,吳仁彪. 雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[5]基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的機(jī)載氣象雷達(dá)降雨目標(biāo)極化特性仿真 [J]. 劉夏,韓雁飛,李海,盧曉光,吳仁彪. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]聯(lián)合遙感技術(shù)對(duì)X波段雷達(dá)反射率的衰減訂正 [J]. 范根昌,肖輝,呂峰,秦彥碩,劉亞男. 高原氣象. 2015(05)
[7]X波段雙偏振雷達(dá)反演雨滴譜方法研究 [J]. 李宗飛,肖輝,姚振東,馮亮. 氣候與環(huán)境研究. 2015(03)
[8]雙偏振雷達(dá)差分傳播相移的五種濾波方法對(duì)比分析 [J]. 魏慶,胡志群,劉黎平. 成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]影響雙線偏振雷達(dá)相位探測(cè)精度的分析 [J]. 曹俊武,胡志群,陳曉輝,方文貴,屈凱峰. 高原氣象. 2011(03)
[10]雙偏振雷達(dá)基本產(chǎn)品和回波分析 [J]. 張杰,田密,朱克云,任景軒,劉媛媛. 高原山地氣象研究. 2010(02)
博士論文
[1]利用雨滴譜對(duì)移動(dòng)雙偏振雷達(dá)進(jìn)行質(zhì)量控制及降水估測(cè)[D]. 吳林林.中國氣象科學(xué)研究院 2014
碩士論文
[1]基于卡爾曼濾波的多區(qū)域關(guān)聯(lián)視頻目標(biāo)跟蹤研究[D]. 王煒.南京理工大學(xué) 2013
[2]MCMC方法研究[D]. 趙琪.山東大學(xué) 2007
[3]雙線偏振多普勒雷達(dá)定量探測(cè)降水強(qiáng)度方法的研究[D]. 王建林.中國氣象科學(xué)研究院 2005
本文編號(hào):3528861
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