基于小波變換的風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)譜處理方法研究.pdf

1、風(fēng)廓線雷達(dá)作為一種高空大氣三維風(fēng)場(chǎng)探測(cè)設(shè)備，與其它常規(guī)高空風(fēng)場(chǎng)探測(cè)設(shè)備相比具有高時(shí)空分辨率的優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)廓線雷達(dá)在進(jìn)行大氣風(fēng)場(chǎng)探測(cè)時(shí)，其時(shí)間分辨率只有幾分鐘，垂直方向上空間分辨率可達(dá)幾十米。通過風(fēng)廓線雷達(dá)獲取的高時(shí)空分辨率探測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員可分析出大氣中的切變線、重力波動(dòng)和大氣湍流結(jié)構(gòu)常數(shù)等相關(guān)氣象信息。鑒于此，風(fēng)廓線雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于大氣科研、天氣預(yù)警預(yù)報(bào)、城市大氣監(jiān)測(cè)、飛機(jī)飛行安全、導(dǎo)彈和火箭發(fā)射試驗(yàn)保障等領(lǐng)域。
　　風(fēng)廓線雷達(dá)的探

2、測(cè)對(duì)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(fēng)場(chǎng)，因此，與以降水粒子作為探測(cè)對(duì)象的常規(guī)天氣雷達(dá)相比，風(fēng)廓線雷達(dá)回波一般很弱，在這種情況下，風(fēng)廓線雷達(dá)回波中真實(shí)的大氣信號(hào)很容易淹沒在干擾信號(hào)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(hào)從多種雜波和噪音中分離出來，是提高風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)效率和探測(cè)精度的重要手段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　本研究運(yùn)用C++編程語言，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)廓線雷達(dá)原始數(shù)據(jù)二進(jìn)制文件的解碼操作，讀取了雷

3、達(dá)的風(fēng)譜數(shù)據(jù);同時(shí)從分析風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)原理和雷達(dá)回波特點(diǎn)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(yīng)用，對(duì)風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了地雜波和間歇雜波抑制試驗(yàn)，進(jìn)行了降低噪音試驗(yàn);采用OTSU算法實(shí)現(xiàn)了有用大氣信號(hào)與大氣背景噪音的有效分離;通過分析風(fēng)譜曲線的分布特點(diǎn)，采用L-M算法進(jìn)行風(fēng)譜數(shù)據(jù)擬合，經(jīng)上述方法處理后的風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)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(duì)實(shí)測(cè)原始譜線與用上述方法處理后的風(fēng)譜