[发明专利]一种雷达回波中非气象杂波的处理方法

摘要

本发明公开了一种雷达回波中非气象杂波的处理方法，通过对雷达回波进行简单的分类，然后通过分析回波的反射率因子数值，再依次参考径向速度数值和谱宽数值，识别1.5°仰角面上和0.5°仰角面上存在的杂波区域，在正确识别出杂波区域后，对不同的杂波进行了最佳的杂波剔除策略，对于晴空以及周边无降水回波情况下的杂波直接采取了剔除策略，而对于混合在降水回波中或与降水回波相邻的杂波采取了近似数值填充机制，这样能够得到较好的剔除效果。

主权项

1.一种雷达回波中非气象杂波的处理方法，雷达回波的雷达基数据包括反射率因子数值、径向速度数值和谱宽数值，其特征在于该处理方法包括以下步骤：①根据0.5°仰角面上雷达回波的反射率因子数值的大小及0.5°和1.5°两仰角面上雷达回波在垂直方向上的反射率因子数值之差，将雷达回波分为晴空回波、降水回波及可疑性回波，降水回波包括弱降水回波、中等降水回波和强降水回波；②识别1.5°仰角面上雷达回波中的超折射杂波，具体过程为：②-1、在1.5°仰角面上雷达回波中搜索面积大于设定的区域面积且具有低值谱宽数值的区域，判断该区域是否为低值谱宽区域，如果是，则继续执行，否则，不进行处理；②-2、判断低值谱宽区域对应的反映径向速度数值的区域是否为低值径向速度区域，如果是，则继续执行，否则，不进行处理；②-3、判断1.5°仰角面的低值谱宽区域下方的0.5°仰角面上是否存在具有强反射率因子数值的区域且该区域对应的反映径向速度数值的区域是否为低值径向速度区域，如果存在具有强反射率因子数值的区域且该区域对应的反映径向速度数值的区域为低值径向速度区域，则确定该具有强反射率因子数值的区域为强反射率区域，该强反射率区域的面积大于低值谱宽区域的面积，并确定低值谱宽区域为疑似超折射杂波，然后继续执行，否则，不进行处理；②-4、判断强反射率区域中是否存在可疑性回波，如果存在，则计算0.5°仰角面上反射率因子数值的水平变化及0.5°和1.5°两仰角面上反射率因子数值的垂直变化，记0.5°仰角面上反射率因子数值的水平变化为Elbz，记0.5°和1.5°两仰角面上反射率因子数值的垂直变化为Vtbz，Elbz＝Y(r)×|Z_i，j-Z_i，j-1|，Vtbz＝Y(r)×(Z_up-Z_low)，其中，Y(r)表示与雷达径向距离有关的权重，其值为1-雷达径向距离×0.0025，雷达径向距离的单位为km，Z_i，j表示0.5°仰角面上坐标为(i，j)的回波点的反射率因子数值，Z_i，j-1表示0.5°仰角面上坐标为(i，j-1)的回波点的反射率因子数值，Z_up表示1.5°仰角面上的回波点的反射率因子数值，Z_low表示0.5°仰角面上的与1.5°仰角面上的回波点位置相对应的回波点的反射率因子数值，当Elbz的值为25～40db且Vtbz的值为20～40db时，将疑似超折射杂波标记为超折射杂波，否则，对疑似超折射杂波不进行处理；③识别1.5°仰角面上雷达回波中的噪声杂波点，具体过程为：③-1、计算1.5°仰角面上雷达回波中的孤立回波点的系数，记为N_x，其中，Mtotal＝5×5，M为以该孤立回波点为中心的5×5区域内存在的非空反射率因子数值的个数；③-2、判断系数N_x是否小于设定的第一阈值，如果是，则标记该孤立回波点为噪声杂波点，否则，对孤立回波点不进行处理；④对1.5°仰角面上雷达回波中的超折射杂波和噪声杂波点进行剔除处理，具体过程为：对于1.5°仰角面上雷达回波中的超折射杂波，判断超折射杂波的周围是否存在降水回波，如果存在，则采用近似数值填充机制进行剔除，否则，直接剔除该超折射杂波的反射率因子数值，以剔除该超折射杂波；对于1.5°仰角面上雷达回波中的噪声杂波点，判断噪声杂波点的周围是否存在降水回波，如果存在，则采用近似数值填充机制进行剔除，否则，直接剔除该噪声杂波点的反射率因子数值，以剔除该噪声杂波点；⑤识别0.5°仰角面上雷达回波中的噪声杂波点，并剔除该噪声杂波点，识别和剔除0.5°仰角面上雷达回波中的噪声杂波点的过程采用与识别1.5°仰角面上雷达回波中的噪声杂波点和剔除该噪声杂波点相同的过程；⑥识别0.5°仰角面上雷达回波中可疑性突变区域内的杂波团，具体过程为：⑥-1、将Elbz的值为25～40db范围之外且Vtbz的值为20～40db范围之外的区域直接确定为可疑性突变区域；⑥-2、采用突变区域过滤方法，判断可疑性区域中是否存在疑似杂波团，如果是，则继续执行，否则，对可疑性区域不进行处理；⑥-3、判断该疑似杂波团内的所有谱宽数值的平均值Mdsw是否小于第一设定值及所有径向速度数值的平均值Mdve是否小于第二设定值，如果该疑似杂波团内的所有谱宽数值的平均值Mdsw小于第一设定值且所有径向速度数值的平均值Mdve小于第二设定值，则确定该疑似杂波团为杂波团，否则，对疑似杂波团不进行处理；⑦识别0.5°仰角面上雷达回波中异常传播导致的杂波，具体过程为：判断1.5°仰角面上与0.5°仰角面上的强反射率区域对应的区域内是否存在已剔除的超折射杂波或不存在任何杂波，且存在可疑性突变区域，如果是，则确定1.5°仰角面上与0.5°仰角面上的强反射率区域对应的区域为被超折射杂波污染的区域，并标记该区域为异常传播导致的杂波，否则，对1.5°仰角面上与0.5°仰角面上的强反射率区域对应的区域不进行处理；⑧对0.5°仰角面上雷达回波中的杂波团和异常传播导致的杂波进行剔除处理，对于0.5°仰角面上雷达回波中的杂波团，判断杂波团的周围是否存在降水回波，如果存在，则采用近似数值填充机制进行剔除，否则，直接剔除该杂波团的反射率因子数值，以剔除该杂波团；对于0.5°仰角面上雷达回波中的异常传播导致的杂波，判断异常传播导致的杂波的周围是否存在降水回波，如果存在，则采用近似数值填充机制进行剔除，否则，直接剔除该异常传播导致的杂波的反射率因子数值，以剔除该异常传播导致的杂波。