基于小波變換的風廓線雷達風譜處理方法研究.pdf

1、風廓線雷達作為一種高空大氣三維風場探測設備，與其它常規(guī)高空風場探測設備相比具有高時空分辨率的優(yōu)點。風廓線雷達在進行大氣風場探測時，其時間分辨率只有幾分鐘，垂直方向上空間分辨率可達幾十米。通過風廓線雷達獲取的高時空分辨率探測數(shù)據(jù)，研究人員可分析出大氣中的切變線、重力波動和大氣湍流結構常數(shù)等相關氣象信息。鑒于此，風廓線雷達被廣泛應用于大氣科研、天氣預警預報、城市大氣監(jiān)測、飛機飛行安全、導彈和火箭發(fā)射試驗保障等領域。
　　風廓線雷達的探

2、測對象是晴空大氣，它通過接收空氣中大氣湍流散射的電磁波來反演大氣風場，因此，與以降水粒子作為探測對象的常規(guī)天氣雷達相比，風廓線雷達回波一般很弱，在這種情況下，風廓線雷達回波中真實的大氣信號很容易淹沒在干擾信號和大氣背景噪音之中。因此，采用有效的方法或手段將有用信號從多種雜波和噪音中分離出來，是提高風廓線雷達探測效率和探測精度的重要手段和關鍵環(huán)節(jié)。
　　本研究運用C++編程語言，實現(xiàn)了風廓線雷達原始數(shù)據(jù)二進制文件的解碼操作，讀取了雷

3、達的風譜數(shù)據(jù);同時從分析風廓線雷達探測原理和雷達回波特點入手，通過研究小波變換理論以及小波變換在頻譜分析中的應用，對風廓線雷達風譜數(shù)據(jù)進行了地雜波和間歇雜波抑制試驗，進行了降低噪音試驗;采用OTSU算法實現(xiàn)了有用大氣信號與大氣背景噪音的有效分離;通過分析風譜曲線的分布特點，采用L-M算法進行風譜數(shù)據(jù)擬合，經(jīng)上述方法處理后的風廓線雷達風譜數(shù)據(jù)，噪音和各種雜波被有效抑制，大氣回波信息得到凸顯;最后通過比對實測原始譜線與用上述方法處理后的風譜