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[发明专利]一种基于时分长期演进网络的晴雨区分方法-CN202111184976.5有效
发明人：刘西川;蒲康;刘磊;高太长;赵世军 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-10-12 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于时分长期演进网络的晴雨区分方法，包括：通过提取一定区域内时分长期演进网络基站的通信测量统计量，获得晴雨特征量；根据区域内多统计周期多基站、多雨量计观测结果，建立训练集；结合机器学习二分类算法建立晴雨区分模型，实现对单基站覆盖范围的降雨事件识别；基于多基站综合判断结果，计算具体位置发生降雨事件的可信度。该方法基于时分长期演进网络测量报告统计结果，能够实现区域范围内晴雨事件的有效识别，可广泛应用于等地面气象水文信息遥感领域。
一种基于时分长期演进网络雨区方法

[发明专利]一种三维星地链路密织网探测三维降雨场的方法及系统-CN201910965486.5有效
发明人：刘西川;咸明皓;印敏;刘磊;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2019-10-11 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06T17/05 文献下载
摘要：本发明提出一种三维星地链路密织网探测三维降雨场的方法及系统，该方法利用多地面站‑多星源组成三维星地链路密织网探测三维降雨场分布：利用已有或架设多个卫星天线组成地面观测网，接收多颗卫星信号，多条星地链路形成密织的三维网络；通过分析星地链路信号强度信息、降雨衰减系数、星地链路长度的关系获得衰减系数的空间分布，并根据其与降雨强度的关系模型反演降雨的空间分布，与GIS地图结合完成三维降雨场的重构、可视化和动态显示。本发明利用星地链路网完成三维降雨场的重构，可以提供准确的、大范围、高分辨率的降雨资料，为水资源管理、农业发展、城市内涝监测、自然灾害预警等提供关键的数据资料。
一种三维链路密织网探测降雨方法系统

[发明专利]一种基于稀疏表示的微波贫信息降雨场构建方法-CN202111227102.3有效
发明人：刘西川;宋堃;刘磊;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-10-21 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开一种基于稀疏表示的微波贫信息降雨场构建方法，包括，获取观测资料，基于观测资料，构建待测雨衰场，基于待测雨衰场，获取稀疏基函数；构建稀疏微波链路降雨观测网，基于稀疏微波链路降雨观测网获取测量矩阵，基于测量矩阵及稀疏基函数，获取最优感知矩阵；基于最优感知矩阵，通过凸优化方法求解得到重建稀疏信号；基于重建稀疏信号及稀疏基函数，模型构建得到微波降雨场。本发明以压缩感知亚采样技术为框架，利用少量微波链路构建观测网，实现了高时空分辨率降雨场的重建，为适用于较少微波链路覆盖条件下微波链路测雨技术的实际应用提供了一种解决途径。
一种基于稀疏表示微波信息降雨构建方法

[发明专利]一种基于双链路衰减的降雨模糊聚类方法-CN202110509388.8有效
发明人：刘西川;蒲康;高太长;刘磊 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-05-11 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开一种基于双链路衰减的降雨模糊聚类方法，包括以下步骤：S1、利用双链路分别提取路径平均雨致衰减率，获得双链路雨致衰减率；S2、设置所述双链路雨致衰减率为降雨样本特征量，将所述降雨样本特征量划分为K个分簇，随机生成K个初始聚类中心；S3、优化所述K个初始聚类中心，构建初始降雨模糊聚类模型；S4、收敛所述S3获得的初始降雨模糊聚类模型；S5、通过收敛后的降雨模糊聚类模型确定降雨样本类别。本发明在对微波雨致衰减信息提取的基础上，充分利用了雨致衰减能够反映降雨类型信息的特点，实现了对降雨类型的有效识别；该方法可以任意设置分簇数，进而实现足够精细化的降雨信息分离。可以作为降雨类型区分新方法应用到实际业务当中。
一种基于双链路衰减降雨模糊方法

[发明专利]基于单站多星与多站组网的近地面二维降雨场重构方法及系统-CN202011176519.7有效
发明人：刘西川;咸明皓;赵迎诚;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G01W1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单站多星与多站组网的近地面二维降雨场重构方法及系统。本发明在探测区域的地面布设单站多星接收站，利用多站组网方式构建单站多星接收站与卫星之间的星地链路网络，并对单站多星接收站接收到的卫星下行信号进行数据采集和提取，得到卫星信号接收强度信息；然后将探测区域近地面二维平面划分为多个互不重叠的矩形方格，计算每条星地链路在各个矩形方格中的投影分量；在提取降雨衰减和划分方格的基础上，利用雨衰关系反演得到雨强分布，雨强分布信息可以融合探测区域地理信息，完成近地面二维降雨场的重构。本发明可以实现对大范围降雨的实时、准确、连续的探测。
基于单站多星组网地面二维降雨场重构方法系统

[发明专利]利用高频星地链路多特征量进行晴雨时刻判定的方法-CN202010237859.X有效
发明人：刘西川;咸明皓;胡帅;高太长;印敏 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： G01W1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用高频星地链路多特征量进行晴雨时刻判定的方法，通过滤波剔除星地链路噪声和闪烁引起的信号快速变化，然后提取包括标准差、趋势、最大值、最小值、平均值、偏度、峰度和信息熵在内的多个特征量，通过调整选择最优时间窗，最后利用分类算法实现晴雨时刻的判定。本发明的晴雨时刻判定方法能够准确地利用高频星地链路信号对晴雨期进行区分，实现对大范围晴雨分布情况的实时监测，对于进一步提高星地链路测雨精度，提升城市内涝监测、防汛预警水平等具有重要的意义。
利用高频链路多特征进行时刻判定方法

[发明专利]一种三维微波链路组网探测近地面三维降水实验场系统-CN202111181244.0有效
发明人：刘西川;刘磊;姬文明;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-10-11 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： H04W4/38 文献下载
摘要：本申请公开了一种三维微波链路组网探测近地面三维降水实验场系统,包括多频微波收发系统、微波系统搭载平台、微波链路数据传输系统和三维降水场反演系统；多频微波收发系统用于组成三维微波链路网；微波系统搭载平台用于安装多频微波收发系统；微波链路数据传输系统用于采集多频微波收发系统发出的微波数据，并传输至三维降水场反演系统；三维降水场反演系统用于对微波数据进行反演处理，生成三维降水场雨强数据，三维降水场雨强数据用于反映近地面三维降水场的时空分布和规律。本申请能够探测获取高时空分辨率的三维降水场，为降水物理机理揭示、降水动力过程演变、电磁波传播效应评估等研究和应用提供了可靠依据。
一种三维微波组网探测地面降水实验系统

[发明专利]微波水平降雨场高时空分辨率重构分析与短临预测方法-CN202110474013.2有效
发明人：刘西川;赵迎诚;咸明皓;宋堃;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-04-29 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明提供一种微波水平降雨场高时空分辨率重构分析与短临预测方法，具体包括：S1、基于地面微波站点的分布，搭建微波链路降雨观测网，对降雨区域进行网格化处理；S2、计算微波链路路径的平均雨衰，根据所述降雨区域内各位置的降雨强度之间的相关性进行高时空分辨率水平降雨场的重构分析；S3、基于重构的高时空分辨率连续水平降雨场，利用深度学习的方法实现对于短临降雨场的预测。本发明建立了考虑降雨时空变化特征的高时空分辨率水平降雨场重构模型和降雨场短临外推模型，实现了微波链路信号进行高时空分辨率水平降雨场的重构和外推预测，为建立高时空分辨率区域降雨监测和预警网奠定了技术基础。
微波水平降雨时空分辨率分析预测方法

[发明专利]一种基于聚类雨衰关系的雨强自适应估计系统及方法-CN202110489466.2有效
发明人：刘西川;蒲康;高太长;姬文明 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开一种基于聚类雨衰关系的雨强自适应估计系统及方法，所述系统包括依次连接的：微波通信网、数据采集处理终端、聚类单元、雨强反演单元；数据采集处理终端基于微波通信网中各链路发射端和接收端的电平信号，获取待测区域以及若干组历史降雨时段中的雨致衰减率，并将历史雨致衰减率构建为降雨样本集；聚类单元采用聚类方法将降雨样本划分为k类，并根据距离最小原则对待测区域的雨致衰减率进行自动归类；雨强反演单元利用最小二乘法对各类降雨样本分别建立雨衰关系，并对待测区域进行降雨强度反演。本发明能够适用于各类降雨样本的雨衰关系，进而实现降雨的精细化定量估计，可广泛应用于降水信息监测等气象信息遥感领域。
一种基于聚类雨衰关系自适应估计系统方法

[发明专利]基于极化衰减信息的水成物识别及微波频率自动优选方法-CN202110495408.0有效
发明人：刘西川;蒲康;胡帅;李书磊;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-05-07 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G01S13/95 文献下载
摘要：本发明公开基于极化衰减信息的水成物识别及微波频率自动优选方法，包括：S1、根据通信基站的发射电平和接收电平提取双极化降水所致衰减值；S2、将衰减值进行组合得到多种频率的组合特征量；S3、对各时刻水成物进行类型标注建立训练集、测试集；S4、基于机器学习分类算法建立若干个水成物分类模型并进行训练；S5、利用测试集建立模型性能查找表；S6、基于设备成本建立硬件成本查找表；S7、基于成本预算完成微波频率自动优选；S8、基于优选后的微波频率获取待测区域组合特征量并输入训练好的水成物分类模型，得到待测区域的水成物类型。本发明能在成本预算限制条件下提供微波频率自动优选方案，完成水成物识别。
基于极化衰减信息水成物识别微波频率自动优选方法

[发明专利]基于通信基站的微波链路测雨网络拓扑结构优化方法-CN202010237901.8有效
发明人：刘西川;宋堃;高太长;刘磊;赵世军 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于通信基站的微波链路测雨网络拓扑结构优化方法，包括以下步骤：(1)基于地理信息系统获取通信基站经纬度信息和高度；(2)基于基站地理位置对基站进行分簇聚类；(3)基于遗传算法设计并优化微波链路测雨网络拓扑结构。本发明能够充分利用已有通信基站和微波设备，有助于进一步提高微波链路测雨的效费比，降低成本，以有限密度的微波链路网实现高精度的降雨场监测。
基于通信基站微波链路测雨网络拓扑结构优化方法

[发明专利]一种基于微波链路多统计量的自适应干湿区分方法-CN202010236872.3有效
发明人：刘西川;宋堃;贺彬晟;胡帅;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微波链路多统计量的自适应干湿区分方法，采用统计学的手段分析链路衰减数据的统计参量与干湿时刻的关联程度，以关联程度为准则，自适应选取关联度高的统计参量作为特征向量，利用支持向量机等分类算法实现了对天气变化过程中的干湿区分。本发明的自适应干湿区分方法能够利用微波链路信号变化对干湿时刻进行区分，可以有效实现对天气的连续监测，对于进一步提高微波链路测雨精度、提升微波链路测雨方法的应用效益等具有重要的意义。
一种基于微波链路多统计自适应干湿区分方法

[发明专利]基于双频双极化微波链路的降雨与水汽综合测量装置及方法-CN202010237868.9有效
发明人：刘西川;蒲康;高太长;翟东力;宋堃 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G01W1/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双频双极化微波链路的降雨与水汽综合测量装置及方法，由双频发射机、双频接收机、双极化天线、数据采集器和数据处理终端组成。双频发射机结合双极化天线交替发射微波信号，双频接收机结合双极化天线同步接收对应频率和极化方式的微波信号，数据采集器实时采集微波信号并传入数据处理终端。首先进行晴雨期区分，晴期进行水汽信息反演，雨期进行降雨信息反演。利用确定参考基准电平值，计算降雨导致的衰减或水汽导致的衰减，并根据对应经验关系确定降雨强度或水汽密度。本发明在双频判断晴雨期的基础上，晴天进行水汽密度反演，雨天进行降雨强度反演。更为重要的是，充分发挥微波链路衰减效应获取大气信息的效益。
基于双频极化微波降雨水汽综合测量装置方法

[发明专利]一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法-CN202110392786.6有效
发明人：刘西川;蒲康;高太长;赵世军;李书磊 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-04-13 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： H04B17/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于电平时序动态记忆的天线沾湿损耗确定方法，该方法通过测量微波链路电平信号，提取降雨相关衰减和干湿期指数的时序数据作为特征量；结合天线沾湿损耗的时序数据，建立训练集；基于时序动态记忆算法建立天线沾湿损耗确定模型，实现对天线沾湿损耗效应的实时动态监测。本发明充分利用了天线沾湿损耗连续变化的特点，实现对天线沾湿损耗的实时精准测量；同时，该方法在应用过程中只需根据微波链路自身记录的时序电平参量即可确定实时天线沾湿损耗变化情况，进而极大地降低了雨致衰减提取过程中的不确定性，有助于进一步提高微波链路定量降水反演的精度。
一种基于电平时序动态记忆天线沾湿损耗确定方法

[实用新型]一种卫星信号探测降雨装置-CN202022438259.8有效
发明人：刘西川;刘磊;赵世军;胡帅;高太长 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-10-28 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： G01W1/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种卫星信号探测降雨装置，包括天线阵列单元、天线伺服单元、多通道卫星接收单元、信号处理单元、信号传输单元和供电单元。供电单元用于给所述其余各单元供电；天线阵列单元阵列设置于地面，用于定向接收卫星信号；天线伺服单元根据位置信息和接收站下发的卫星轨道参数，计算出相应卫星的接收参数并调整天线阵列单元中天线的角度以实现相应卫星信号的接收；多通道卫星接收单元同步采集各个天线阵列单元接收到的卫星信号并将卫星信号发送给信号处理单元，信号处理单元通过信号传输单元将卫星信号传输给接收站。本装置在单站实现多颗不同角度、不同频段卫星信号的同步采集。
一种卫星信号探测降雨装置

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