[发明专利]一种地波雷达数据融合同化方法及计算机设备

说明书

本发明提供了一种地波雷达数据融合同化方法及计算机设备，所述地波雷达数据融合同化方法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，其中，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，则获取地波雷达检测数据和观测时刻，当观测时刻早于模型的模拟时刻时基于所述观测时刻确定同化窗口；对检测数据进行空间融合；通过海洋数值模型模拟获得同化窗口的背景状态场，在同化窗口内随机选择预设个时间点，获得每个时间点对应的状态场，基于每个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融合数据获得同化时刻的分析场，保证可以对多套地波雷达数据进行实时同化。

技术领域

本发明涉及海洋数值模型数据同化领域，具体而言，涉及一种地波雷达数据融合同化方法及计算机设备。

背景技术

海洋数值模型通过求解Navier-Stokes控制方程，可以获得定量的海洋表面流场预报数据，但是海洋数值模型是通过对现实情况的抽象描述，所以极易受到天气、人类活动等不确定因素的影响，预报的结果往往会出现较大的误差。将地波雷达数据同化到海洋数值模型中，是提高预报准确度的有效方法之一，现有的地波雷达同化方法往往采用双基站（即一套）地波雷达进行数据同化，同化时间间隔也较长，常常以小时为单位。随着地波雷达观测技术的发展，越来越多的地波雷达应用于海洋观测，一个研究区域可能存在多套地波雷达观测系统，不同的地波雷达观测系统的时空分辨率可能不一样，且数据质量不一，故采用传统的数据同化方法会带来过大的计算量，并可能会出现观测数据同化不全的现象，导致高频次高分辨率数据同化难以实时进行。

发明内容

本发明解决的问题是如何对多套高频次、高分辨率的地波雷达观测到的数据进行实时数据同化。

为解决上述问题，本发明提供一种地波雷达数据融合同化方法，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，其中，所述目标地波雷达包括至少两套地波雷达；

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，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，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。

相对于现有技术，本申请通过将不同时间分辨率的地波雷达进行时间分辨率的统一，可以保证避免对多套地波雷达数据进行同化时出现的数据遗漏而未被同化的情况；通过预设时间间隔检测地波雷达数据是否更新与更新的地波雷达数据观测时间是否早于模型模拟时间，保证同化窗口可以得到及时更新，进而保证后续同化的实时性，是实现实时同化的基础；通过对检测数据进行空间融合，可以获得更大的数据量，提高观测数据的准确性；通过随机选择同化窗口多个时间点，获得多个状态场，构建集合矩阵，可以保证当前的集合矩阵是关于时间随机分布的，提高集合矩阵中各元素的独立性，以提高预测值的准确性，也保证减少海洋数值模型的模拟次数，基于一个同化窗口即可得到多个扰动数据，减少同化的计算量，故可以进一步保证兼顾高频、高分辨率地波雷达数据实时同化的连续性和高效性。

可选地，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：