基于卫星云图的风矢场度量模型与自适应算法毕业论文+源码_毕业设计论文

题目基于卫星云图的风矢场度量模型与自适应算法

摘要：

针对第一问，首先构建三维地球坐标系和二维帧平面坐标，其中前者描述了探测点的经纬度或三维坐标，后者又描述了灰度矩阵元素的行列号；其次，根据星下点在灰度矩阵中的行列号和经纬度进行校准，建立帧平面到经纬度转换模型和经纬度到帧平面转换模型，其中前者的建模流程为：灰度矩阵元素行列号→帧平面像点两个方向的扫描角→探测点的直角坐标→探测点的经纬度，后者为前者的逆过程，最终完成卫星视场的坐标变换。本算例求得的纬度和经度分别为： (32.74 N, 46.49E) 、(32.74 N, 46.57E) 、 ( 32.73N, 46.65E)。

针对第二问，首先对于任意给定探测点，基于经纬度到帧平面转换模型以及最优近似修正，实现目标云定位；其次在搜索范围内，采用最大交叉相关系数选择最优匹配面；然后将匹配云中心的行列号转换为经纬度；在此基础上，基于目标云和匹配云的经纬度估计风矢方向和速度，最终建立风矢固定尺度度量模型，进而度量风矢场。本算例的非零风矢为 524281 个；前后两次测量风矢的相对偏差与云窗口参数和搜索窗口成正比。

针对第三问，基于目标云和匹配云的最大交叉相关系数与设定阈值比较，权衡效率和精度两方面考虑，设计搜索方向调整和搜索窗口实时变尺度的自适应算法。算例验证了算法的正确性和有效性。

针对第四问，基于第 1 问和 2 问的结果，同时对温度和压强进行分段线性插值，给出非零风矢的等压面。

模型改进部分，本文提出精细化建模和数据来源多样化两种思路。关键词：卫星视场；卫星云图；风矢；坐标变换；自适应

绪论 ........................................................................................................................................... - 1 -

0.1 问题背景...................................................................................................................... - 1 -

0.2 概念界定...................................................................................................................... - 2 -

0.3 本文建模假设.............................................................................................................. - 3 -

0.4 主要变量说明.............................................................................................................. - 3 -

0.5 技术路线图.................................................................................................................. - 5 -

第 1 章卫星视场坐标变换模型................................................................................................ - 6 -

1.1 问题分析...................................................................................................................... - 6 -

1.1.1 问题描述.......................................................................................................... - 6 -

1.1.2 坐标系构建...................................................................................................... - 6 -

1.2 帧平面到经纬度转换模型.......................................................................................... - 7 -

1.2.1 转换模型.......................................................................................................... - 7 -

1.2.2 模型求解.......................................................................................................... - 9 -

1.3 经纬度到帧平面转换模型........................................................................................... - 9 -

1.3.1 转换模型.......................................................................................................... - 9 -

1.3.2 模型求解........................................................................................................ - 10 -

1.4 本章小结.................................................................................................................... - 12 -

第 2 章风矢场固定尺度度量模型.......................................................................................... - 13 -

2.1 问题分析..................................................................................................................... - 13 -

2.2 目标云定位................................................................................................................. - 13 -

2.3 匹配云定位................................................................................................................. - 14 -

2.4 风矢度量模型............................................................................................................. - 15 -

2.5 模型求解.................................................................................................................... - 16 -

2.5.1 参数灵敏度.................................................................................................... - 16 -

2.5.2 计算结果........................................................................................................ - 18 -

2.6 本章小结.................................................................................................................... - 18 -

第 3 章风矢场自适应度量模型.............................................................................................. - 19 -

3.1 自适应变化风矢场算法............................................................................................ - 19 -

3.2 方法对比及建议........................................................................................................ - 21 -

3.3 本章小结.................................................................................................................... - 21 -

第 4 章风矢场等压面模型...................................................................................................... - 22 -

4.1 问题分析.................................................................................................................... - 22 -

4.2 等压面的确定............................................................................................................ - 22 -

第 5 章模型改进...................................................................................................................... - 24 -

参考文献.................................................................................................................................... - 25 -

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