基于变分分析的星载Ka/W双频云雨雷达粒子谱反演方法

摘要

本发明公开了基于变分分析的星载Ka/W双频云雨雷达粒子谱反演方法，步骤为接收雷达扫描径向上的Ka和W波段反射率因子观测，即ZKa和Zw；利用数值模式进行三维线性插值得到观测点的温度T；确定各观测点上粒子的特性，并计算在Ka和W波段云降水粒子的后向散射截面和消失截面；将伽马分布模型中Dm和Nw参数作为变分分析的状态向量，将ZKa和ZW作为观测量，构建变分分析的代价函数，其中观测算子中考虑云降水粒子谱计算的反射率因子和单位距离衰减；利用LBFGSB算法最小化代价函数，并在其中引入状态变量Dm为非负的条件，求得Dm、Nw及云降水粒子谱。该方法解决了观测强降水时Ka和W频段雷达电磁波强衰减导致观测不到地表信号而造成的衰减订正困难的问题。