[发明专利]一种基于C#与Fortran混编技术的球形云及降水粒子群散射仿真方法

说明书

本发明公开一种基于C#与Fortran混编技术球形云及降水粒子群散射仿真方法，属于气象检测技术领域。首先搭建气象参数采集可视化平台，通过可视化平台软件界面进行雷达和气象参数输入，然后针对需要计算的球形云及降水粒子群散射雷达气象函数编写Fortran源代码并生成dll文件，再进行混编传递及雷达气象函数中间计算并生成dll结果文件，最后通过C#读取dll结果文件的内容模拟画出雷达回波及其衰减垂直廓线等，输出可视化球形云以及降水粒子群散射仿真结果。具有可模拟画出雷达回波及其衰减垂直廓线等，实现可视化球形云以及降水粒子群散射仿真，为学习和研究球形云及降水粒子群散射时提供直观、准确、迅速的依据等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于C#与Fortran混编技术的球形云及降水粒子群散射仿真方法，属于气象雷达技术领域。

背景技术

本发明通过运用C#与Fortran混编技术实现球形云以及降水粒子群的散射特性计算的可视化界面。通过在软件界面中输入雷达发射频率,大气状态参数和大气中水成物粒子的相态、分布、含量等特征,能够模拟任意波长机载或者地基雷达的回波及其衰减垂直廓线等。本发明具有可视化程度高，数据结果直观等优点，为气象雷达的云降水探测研究提供新的思路，通过结合Fortran的强大运算能力和C#强大而简便的可视化能力方便气象工作者更好地利用雷达数据反演云以及降水的宏微观物理特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有气象雷达的云降水探测分析缺乏可视化仿真手段、不利于气象观测和研究的不足，提出一种基于C#与Fortran混编技术的球形云及降水粒子群散射仿真方法，实现对球形云以及降水粒子群散射的仿真，并为其进行误差订正以及信号处理运算提供依据。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于C#与Fortran混编技术的球形云及降水粒子群散射仿真方法，首先搭建气象参数采集可视化平台，通过可视化平台软件界面进行雷达和气象参数输入，然后针对需要计算的球形云及降水粒子群散射雷达气象函数编写Fortran源代码并生成dll文件，再进行混编传递及雷达气象函数中间计算并生成dll结果文件，最后通过C#读取dll结果文件的内容模拟画出雷达回波及其衰减垂直廓线等，实现可视化球形云以及降水粒子群散射仿真结果输出；具体步骤包括：

(1)平台搭建：运用C#WPF编写可视化平台，形成气象参数采集模块，供使用者选择功能和输入所需要的气象参数；

(2)参数输入：通过可视化平台软件界面，输入雷达基本参数、大气中水成物基本信息和大气状态参数等需要用于计算的气象参数，如果输入数据不符合要求，则提示重新输入；

(3)生成dll文件：在Fortran中设置编译器环境，针对需要计算的球形云及降水粒子群雷达气象函数，编写Fortran源代码并转换为可被调用的子程序，在Fortran中生成dll文件(即将该子程序编译为dll文件)；

(4)混编传递：通过混编接口，调用dll文件和雷达气象参数，对需要计算的球形云及降水粒子群气象函数，在Fortran中进行中间计算，生成dll结果文件；

(5)结果输出：进一步对C#的环境进行设置，通过C#读取dll结果文件的内容，将其转换成二维列表，并将Fortran代码中输出到控制台的语句在C#WPF中的失效代码删除或者注释掉(以避免出错)；再根据二维列表模拟画出任意波长的机载或者地基雷达的回波及其衰减垂直廓线等，最终实现可视化球形云以及降水粒子群散射仿真输出。

所述雷达基本参数包括雷达发射频率、介电常数、平台位置等；气象参数包括大气中水成物基本信息和大气状态参数，大气中水成物基本信息包括水成物粒子的相态、分布、含量等特征，大气状态参数包括大气压、温度等。