[发明专利]一种雷达回波中非气象杂波的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达回波的处理方法，尤其是涉及一种雷达回波中非气象杂波的处 理方法。

背景技术

多普勒天气雷达是利用云雨目标物对电磁波的后向散射来发现气象目标物，并测定 气象目标物的空间位置、强弱分布，从而了解降水的生消、演变和移向移速等，但多普 勒天气雷达同样能探测到非气象目标物。当非气象目标物被处理进雷达基数据时就会造 成杂波污染，非气象目标物即非气象杂波，非气象杂波包括地物杂波和孤立点及斑点噪 声杂波，地物杂波包括雷达波束正常传播时存在的普通地物杂波NP和雷达波束的异常 传播导致的瞬变杂波AP，孤立点及斑点噪声杂波主要由移动的物体如船、飞机、鸟群、 昆虫群等造成。由于全部导出的可视化产品及相应的算法都是建立在雷达基数据的基础 上，这样非气象杂波的存在就直接影响了导出的可视化产品，特别敏感的是降水估计产 品，对导出的可视化产品影响较大的主要就是地物杂波。Moszkowicz et al.(1994)和Joss and Lee(1995)分别统计了2个月和60个月的WSR88D降水估计产品，单单由异常传播 导致的瞬变杂波AP造成的降水估计误差分别达15％和13％，因此非气象杂波的去除问 题也一直是雷达气象专家研究的重点之一。在新一代天气雷达中，用RDASOT产生的 旁路图来抑制雷达波束正常传播时存在的普通地物杂波NP(如山、建筑物等)，这种方 法能够较好地处理普通地物杂波NP，而对主要由雷达波束的异常传播导致的瞬变杂波 AP的过滤则是通过定义一个杂波抑制区域来实施，对该杂波抑制区域选择的抑制程度 均匀的作用在所有径向速度在零附近的瞬变杂波AP，这种过滤方法显然会降低该杂波 抑制区域内的反射率因子值，从而将对导出的可视化产品造成较大的影响，因此全国的 SA型雷达基本上都没有采用这种过滤方法对瞬变杂波AP进行过滤。然而这些瞬变杂 波AP的存在常常会影响天气雷达资料的可信度，为此，人们研究了多种地物杂波的识 别方法，国外在这方面展开的研究很多，如在WSR-88D雷达基础上，应用混沌理论对 雷达回波进行分类及产生系列算法等进行滤波，应用雷达三维反射率特征进行杂波滤除 及应用神经网络进行自动分类和识别等等。所有这些方法都是应用非气象回波在导出的 可视化产品上所表现的特征，通过设计合理的算法，从软件上再进行实时的补充处理过 滤，而目前国内在这方面展开的研究还不多，另一方面，这些方法无论是应用浑沌理论 还是神经网络都只是对杂波进行剔除处理，当杂波混在降水区域内，或者杂波和降水区 域相邻时，则一般都采取不处理策略，这样就不能有效去除混在降水区域内的杂波或与 降水区域相邻的杂波，仍将对导出的可视化产品造成较大的影响；此外，对于超折射杂 波和地物杂波，由于中国下界面地形复杂，所以国外的一些现有方法在中国都需要进行 大量样本统计的参数本地。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效滤除与真实降水回波混合或相邻 或孤立的杂波，且滤除效果良好的雷达回波中非气象杂波的处理方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种雷达回波中非气象杂波的处理 方法，雷达回波的雷达基数据包括反射率因子数值、径向速度数值和谱宽数值，该处理 方法包括以下步骤：

①根据0.5°仰角面上雷达回波的反射率因子数值的大小及0.5°和1.5°两仰角面上雷 达回波在垂直方向上的反射率因子数值之差，将雷达回波分为晴空回波、降水回波及可 疑性回波，降水回波包括弱降水回波、中等降水回波和强降水回波；