毕业论文文献综述:风廓线雷达杂波抑制方法研究现状

风廓线雷达常常受到以下物体的干扰:雷达附近的建筑物、树木等地物,飞机、鸟类等飞行物体,降水等。这些干扰源会对风廓线雷达的数据造成很大的误差,带有这些杂波的数据是不能够进入业务阶段的,所有非常有必要对风廓线雷达的数据进行滤波。目前国内外对风廓线雷达杂波抑制已经开展的主要工作和成果如下:
⑴      美国海洋大气管理局风廓线网和风廓线雷达合作网主要采用了以下几种杂波抑制方法:
Ⅰ、对鸟群迁徙所带来的间歇性杂波采用了四个标准进行辨别:①每年适合鸟类迁徙的时间为春秋两季;②每天适合鸟类迁徙的时间为夜晚,春季的上午10点到晚上8点,秋季的上午8点到晚上9点;③适合鸟类迁徙的高度为海拔4500米以下;④非降水引起的较大速度变化值。
Ⅱ、降水所引起的间歇性干扰:在降水天气下,回波信号通常具有较大的垂直速度和较高的信噪比。美国海洋大气管理局提出建立一个判别函数,将已知的一组晴空数据和已经受降水干扰的数据进行分析,并应用线性回归方法产生等式来对降水数据和晴空数据进行区分。
Ⅲ、极大似然估计算法:有时杂波信号相当强,经过相关处理后,杂波抑制的残留部分仍掺在气象回波信号中,出现多峰交叠的现象。极大似然算法可以分为两类:确定性极大似然和随机性极大似然。其原理是让信号通过一个滤波器,选择滤波器的参数使所关心的频率的正弦波信号能够不失真地通过,同时,使所有其他频率的正弦波通过这个滤波器后输出的均方值最小。在这个条件下,信号经过这个滤波器后输出的均方值就作为其最大似然法功率谱估计[7]
⑵      国内主要采用的风廓线雷达杂波抑制方法:
我国的风廓线雷达杂波抑制的工作主要是各个风廓线雷达生产厂家针对自己生产的风廓线雷达作了一定的工作,国家还没有形成一套标准的杂波抑制方法。具体有:
Ⅰ、2003年,孙文广等为了提高测量平均风速的精度,对风速进行了平均以减少鸟类和飞机等所产生的间歇性杂波的干扰。在的时间内,速度误差窗口()以从速度0开始滑动,当窗口中的数据量占总数据量的百分数满足要求时,则对窗口中的数据进行处理。但如果误差窗口设置太小,就有可能得不到有效的数据量,而不能得到测量结果[11]
Ⅱ、安徽四创电子股份有限公司的高工朱斌等对风廓线雷达谱数据的处理进行了深入的讨论,其中包括:①数据预处理:主要是平滑信号处理传送的功率谱密度分布数据;②利用对称性剔除杂波峰;③利用对称性获得湍流目标谱峰;④上下一致性比较;⑤前后一致性平均。
Ⅲ、2005年,王欣、卞林根在对安徽肥西的风廓线雷达系统探测试验与应用进行分析时,依据不同高度风速范围对风廓线雷达资料作了剔除,并且为了去除边界层内小涡动的扰动影响,更清楚地显示风场的日变化和对流特征,对资料分别作了滑动平均和算术平均处理。
由上述分析可见:国外对不同杂波干扰源(鸟群迁徙、降水)带来的误差都做了分析,并设计相关算法对其处理,但在实际运用当中,效果并不是很理想。国内的风廓线雷达杂波抑制方法相对于国外就更为简单,此外,气象部门在杂波抑制方面的工作也做的很少,使得国内的风廓线雷达数据质量相对较低。所以,有必要研究风廓线雷达的杂波抑制。
浏览次数:  更新时间:2017-10-19 10:31:39
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