[发明专利]一种改进的大气波导探空信息降噪预处理方法

说明书

本发明提供一种改进的大气波导探空信息降噪预处理方法，包括小波降噪和基于希尔伯特黄变换降噪，所述小波降噪和基于希尔伯特黄变换降噪均通过使用探空气球和探空设备对大气中的气象参数进行采集，所述探空气球的侧边安装有框架，所述探空气球的底部设置有连接管，所述探空设备中安装有温湿度感应模块和气流感应模块，该改进的大气波导探空信息降噪预处理方法可以以门限阈值等形式对小波系数进行处理，然后对信号进行重构即可达到消噪的目的，或者通过自相关分析能够较提高信号的信噪比，并且能有效的达到降低噪声的目的，通过在探空气球的底部安装平衡组件和微型电机，达到提高传感器探测精准性的效果。

技术领域

本发明涉及气象探测技术领域，具体为一种改进的大气波导探空信息降噪预处理方法。

背景技术

大气波导是一类能够影响电磁波传播的气层统称，根据发生的高度可划分为蒸发波导、表面波导、抬升波导三类。为了准确获得不同类型大气波导的详细数据，通常采用探空设备进行信息采集，然而，在实际测量当中并没有出现典型大气波导的修正折射率廓线图，反而出现了大量高度“倒序”的现象。

这种现象使得廓线“杂乱无章”，对研究人员判断蒸发波导特征量信息带来了很大困难，究其原因是由于传感器精度导致的测量误差所形成的，因此，需要根据探空数据的特点结合相应的算法对含“噪声”的探空数据进行降噪处理，同时探空设备中通过传感器测得的数据精准性也有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种改进的大气波导探空信息降噪预处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明可以对含噪的探空数据进行有效降噪处理，同时提高了测量的精度，有助于研究人员判断蒸发波导特征量信息。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种改进的大气波导探空信息降噪预处理方法，包括小波降噪和基于希尔伯特黄变换降噪，所述小波降噪和基于希尔伯特黄变换降噪均通过使用探空气球和探空设备对大气中的气象参数进行采集，所述探空气球的侧边安装有框架，所述探空气球的底部设置有连接管，所述探空设备中安装有温湿度感应模块和气流感应模块，所述探空设备的底部安装有泄压仓所述泄压仓的底端安装有平衡组件，通过探空设备采集气压数据后进行小波降噪和基于希尔伯特黄变换降噪处理，获得最终的修正折射率廓线。

进一步的，所述小波降噪过程中，通过对小波分解后得到的系数进行处理完成后续消噪。

进一步的，以门限阈值等形式对小波系数进行处理，然后对信号进行重构，同时，降噪时根据每层不同的特点分别进行阈值的选取，同时避免层数过多而导致信号高频信息的损失。

进一步的，所述希尔伯特黄变换降噪过程中，先将含噪信号进行分解，并在此基础上可以进行自相关处理实现降噪。

进一步的，含噪信号进行分解的过程包括对采集的含噪声探空数据中的大气修正折射率M进行经验模态分解。

进一步的，将所述自相关处理结果作为依据，通过不同的排列组合重构分析，最终获得降噪结果。

进一步的，所述框架的底部连接有拉绳，所述拉绳的底端与平衡组件连接，所述泄压仓的内部安装有微型电机，所述微型电机的输出端侧边安装有支架，所述支架的末端安装有弧形挡板，所述弧形挡板的外侧贴装有密封层。

进一步的，所述泄压仓的表面开设有出气孔，所述弧形挡板通过表面的密封层按压在泄压仓的内壁上，所述泄压仓的顶部安装有导流管道，所述泄压仓的内部通过导流管道和连接管与探空气球的内部相连通。

进一步的，所述平衡组件包括蓄水环和缓存罐，所述蓄水环的内侧连接有输水管，所述输水管的中间安装有缓存罐，所述缓存罐的底端安装有电磁阀。

进一步的，所述蓄水环的内部注入有清水，所述蓄水环的顶部通过拉绳与框架的边缘相连接，所述缓存罐、输水管和蓄水环的内部相连通。

本发明的有益效果：