[发明专利]一种基于模糊逻辑的双偏振多普勒天气雷达地物杂波抑制方法

权利要求书

1.一种基于模糊逻辑的双偏振多普勒天气雷达地物杂波抑制方法，其特征在于，所述 方法包括以下步骤：

步骤1、将双偏振多普勒天气雷达体扫数据处理成360个间隔为1°的径向线，每条径向 线上的数据包括强度、平均多普勒速度、谱宽、差分反射率因子、差分传播相移和相关系数7 个回波特征物理量数据；

步骤2、设置7个分别包含强度、平均多普勒速度、谱宽、差分反射率因子、差分传播相 移、相关系数的物理量，即回波强度径向变化、回波强度方位向变化、平均多普勒速度区域 方差、谱宽区域平均值、差分反射率因子区域平均值、差分传播相移区域平均值、相关系数 径向变化，并为该设置的7个物理量构建相应的隶属函数，将该7个物理量模糊处理为0-1之 间的模糊值；

步骤3、将7个模糊结果赋予相应权值(每个权值取值在0-1之间，权值之和为1)并累加 得到某回波点的地物杂波判据；当某回波点的判据大于阈值，则该点的强度回波为地物杂 波；

步骤4、由各个回波点的地物杂波判据对双偏振多普勒天气雷达地物杂波进行抑制，再 采用体扫数据中上一层对应点的回波强度值补偿当前层杂波抑制后的空洞。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊逻辑的双偏振多普勒天气雷达地物杂波抑制方 法，其特征在于，步骤1中所使用的处理方法为线性插值，其公式为：

其中：表示球坐标系中的某一点，R为斜距，θ为方位角，为仰角，θ_i-1，θ_i，θ_i+1表 示相邻方位角，表示7个物理量中的某个物理量在点上的值。

3.根据权利要求1所述的一种基于模糊逻辑的双偏振多普勒天气雷达地物杂波抑制方 法，其特征在于，步骤2中所设置的7个物理量与雷达探测数据的关系为：

回波强度径向变化：

回波强度方位向变化：

平均多普勒速度区域方差：

其中

谱宽区域平均值：

差分反射率因子区域平均值：

差分传播相移区域平均值：

相关系数径向变化：

以上各式中，Z，V，SW，ZDR，KDP，PHV分别表示回波强度、平均多普勒速度、谱宽、差分反 射率因子、差分传播相移和相关系数。对于与强度、差分反射率因子、相关系数相关的物理 量，取N_A＝3，N_R＝3；对于与多普勒径向速度、谱宽、差分传播相移相关的物理量，取N_A＝3， N_R＝9。

隶属函数将回波特征物理量模糊处理成[0，1]范围的值，简称模糊化，并赋予权值得到 地物杂波判据；判据的值越大表示杂波的可能性越高。根据杂波和气象回波特征量的概率 分布特点，采用T型函数作为隶属函数的基本形式，以最能区分出杂波和降水回波为原则， 设计出隶属函数。

以上7个物理量对应的隶属函数分别为：

回波强度径向变化隶属函数

回波强度方位向变化隶属函数

平均多普勒速度区域方差隶属函数

谱宽区域平均值隶属函数

差分反射率因子区域平均值隶属函数

差分传播相移区域平均值隶属函数

相关系数径向变化隶属函数

。

4.根据权利要求1所述的一种基于模糊逻辑的双偏振多普勒天气雷达地物杂波抑制方 法，其特征在于，步骤3中将7个物理量的模糊结果与其权值相乘，并累加得到最终判据T为：

其中，分别为相应模糊值的权值，其 取值因不同雷达型号、站点而异；设定判决阈值为0.5，当判据大于阈值，则在地物杂波抑制 过程中删除该点回波强度数据。