[发明专利]一种降雨立体分布参数的反演算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降雨立体分布参数的反演算法，属于气象遥感技术领域。

背景技术

目前降雨分布参数的反演算法的比较典型反演算法是VIE反演算法，例如，Frank Silvio Marzano and James A. Weinman. Inversion of Spaceborne X-Band Synthetic Aperture Radar Measurements for Precipitation Remote Sensing Over Land. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, 2008, 46(11): 3472-3487.该文提出了一种星载                                                波段合成孔径雷达陆地降雨遥感测量反演算法，该文中阐述了VIE反演算法，设是降雨区域横坐标的分段函数，则

  (1)

其中为常数，为波束平面处的体散射粒子横轴长度，为雷达入射角，为降雨区高度，为,为降雨区位置的横坐标。

该文中还阐述一种垂直分布参数的反演算法，即：在区间内， 

                          (2)

其中，为降雨区的高度，为地面降雨速率，为区间内降雨区高度的变量。

文中阐述降雨起点的提取方法，其计算表达式为：

             (3)

其中和分别表示：在点之前的5个雷达总回波点的平均值和均方根，满足公式（3）的数值为反演出降雨的起点，为接收到的雷达总回波。

文中阐述矩形降雨分布降雨宽度的提取方法，其计算表达式为：

                               (4)

其中为反演出的雷达总回波最小值，为降雨的起点。

文中阐述降雨立体分布参数的反演方法：即水平分布参数和垂直分布参数相乘，其表达式为：

                                           (5)

但是，上述VIE反演算法中，由于在整个降雨区域，是观测距离的分段函数，即：不仅每隔的距离需要重新计算计算式（1），导致计算量累积增大，而且，该算法首先需要对每一行总回波数据分别按计算式（1）计算，然后才能得到整个降雨立体分布参数，这样导致了计算量大幅增加。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种降雨立体分布参数的反演算法，该方法能在保证精度的前提下，大幅度降低运算量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种降雨立体分布参数的反演算法，包括下列步骤：

步骤一：采用星载波段合成孔径雷达获取总回波数据，反演出降雨的起点、雷达总回波最小值；采用VIE反演算法，获得区间的降雨分布表达式，其中，为雷达波束离开降雨区域的横坐标，为雷达波束入射角，为雨区高度； 

步骤二：根据上述区间的降雨分布，反演出降雨水平分布参数，该降雨水平分布参数确定降雨水平分布为：反演整个雨区的降雨水平分布的形状、降雨区宽度、地面降雨速率、使用垂直分布反演算法获得垂直分布参数； 

步骤三：根据上述反演出降雨水平分布参数和垂直分布参数，将水平分布参数和垂直分布参数相乘，获得降雨立体分布参数。

本发明的一种降雨立体分布参数的反演算法，其优点及功效在于：该方法在处理水平分布的时候仅需要反演一个长度为的区域，能够大幅降低运算量，采用垂直分布参数反演算法，只需要处理一行回波数据，从而进一步大幅降低运算量，而且还能保持反演降雨分布参数的精度。

附图说明

图1为本发明的一种降雨立体分布参数的反演算法流程图

图2为本发明仿真的雷达接收到的总回波图 

图3为本发明反演出的降雨水平分布图。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明进一步详细说明。