[发明专利]一种地波雷达数据融合同化方法及计算机设备

权利要求书

1.一种地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，包括：

对目标地波雷达进行时间分辨率的统一，获得第一检测间隔，所述对目标地波雷达进行时间分辨率的统一包括：获取每套地波雷达的时间分辨率，计算所有时间分辨率的最大公因数，将所述最大公因数作为所述第一检测间隔的取值，其中，所述目标地波雷达包括至少两套地波雷达；

每隔预设时间间隔检测地波雷达数据是否更新，若是，则获取所述目标地波雷达的检测数据和观测时刻，当所述观测时刻早于海洋数值模型的模拟时刻时基于所述观测时刻确定同化窗口，当所述观测时刻滞后于所述海洋数值模型的模拟时刻时，热启动所述海洋数值模型至最接近且早于所述观测时刻的时刻并重新检测所述地波雷达数据是否更新，其中，所述预设时间间隔小于或等于所述第一检测间隔；

对所述检测数据进行空间融合，获得融合数据；

通过所述海洋数值模型模拟获得所述同化窗口的背景状态场，在所述同化窗口内随机选择预设个时间点，获得每个所述时间点对应的状态场，基于所述每个所述时间点对应的状态场构建集合矩阵，使用集合卡曼滤波同化方法同化所述融合数据获得同化时刻的分析场，其中，所述同化时刻为所述同化窗口的终止时刻。

2.根据权利要求1所述的地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，所述通过所述海洋数值模型模拟获得所述同化窗口的背景状态场，在所述同化窗口内随机选择预设个时间点，获得每个所述时间点对应的状态场，基于所述每个所述时间点对应的状态场构建集合矩阵，使用集合卡曼滤波同化方法同化所述融合数据获得同化时刻的分析场之后，还包括：

将所述同化时刻的分析场作为下一同化窗口的初始场，返回所述每隔预设时间间隔检测地波雷达数据是否更新，以获得后续同化窗口对应的分析场的步骤。

3.根据权利要求2所述的地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，所述对所述检测数据进行空间融合，获得融合数据包括：

对所述检测数据进行坐标变换，统一坐标系；

从历史资料库中搜索与所述检测数据特征相似的历史地波雷达数据；

将所述检测数据与历史地波雷达数据进行比对，剔除所述检测数据中的异常值，获得第一数据，并将所述第一数据录入所述历史资料库，所述异常值包括超过所述历史地波雷达数据最大值预设倍数的流速数据；与多套所述历史地波雷达数据重叠区域相差大于预设角度的流向数据；与多套所述历史地波雷达数据重叠区域流速之差大于预设值的流速数据；

采用预设插值算法，将所述第一数据插值到所述海洋数值模型的空间网格中，获得融合数据，将所述融合数据录入所述历史资料库。

4.根据权利要求3所述的地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，所述采用预设插值算法，将所述第一数据插值到所述海洋数值模型的空间网格中，获得融合数据包括：

若不同的地波雷达的观测区域具有重叠部分，则对重叠区域的空间数据进行矢量合成。

5.根据权利要求1-4任一所述的地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，所述通过海洋数值模型模拟获得所述同化窗口的背景状态场，在所述同化窗口内随机选择预设个时间点，获得每个所述时间点对应的状态场，基于所有的状态场构建所述集合矩阵包括：

获取每个所述时间点对应的状态场，作为模型状态场集合；

依次计算每个相邻所述时间点的时间间隔、状态场差异，以及所有状态场差异的加权平均值；

基于所述时间间隔与所述加权平均值计算每个所述时间点的扰动矩阵；

基于所述扰动矩阵计算所述同化时刻的所述集合矩阵。

6.根据权利要求5所述的地波雷达数据融合同化方法，其特征在于，所述使用集合卡曼滤波同化方法同化所述融合数据获得同化时刻的分析场包括：

基于所述融合数据构造观测矩阵；

计算每套地波雷达数据之间的方差，基于所述方差构造所述同化时刻的观测误差协方差矩阵；

基于所述集合矩阵、所述观测矩阵、所述观测误差协方差矩阵、所述扰动矩阵构建调整后的集合分析矩阵，将所述集合分析矩阵进行集合平均计算，获得所述同化时刻的分析场。