1.一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、根据北斗导航卫星的历史观测值提取ZWD值、相应的降雨量和相应的时间序列;
步骤2、根据不同季节分别计算ZWD值在临近降雨时间前12小时的每小时变化率;
步骤3、采用ZWD值以及相应的每小时变化率,和对应的降雨量数据建立降雨和降雨时长预测阈值;
步骤4、获取待预测时北斗导航卫星的观测值,并提取待预测时的ZWD值,进而根据建立降雨和降雨时长预测阈值,输出降雨和降雨时长的预测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述ZWD值得计算方法为:首先,根据获取历史观测值通过加权最小二乘算法和GEO卫星加权策略解算ZTD;
然后,利用Sa经验模型解算ZHD;
最后,利用ZTD,ZWD,ZHD三者的关系解算ZWD,计算方法如下:;
式中,ZTD表示对流层天顶总延迟,ZHD为干延迟,ZWD表示湿延迟。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述历史观测值包括伪距、载波相位观测值、精密星历、精密钟差以及相应的地球章动。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述步骤3中,建立降雨预测阈值的方法为:首先,设置初始降雨预测阈值;
然后,统计历史数据中降雨事件,并计算每个降雨事件前12个小时的ZWD值变化率,得到12个值,当12个值中至少存在一个值大于初始预测阈值,则预测为有雨事件;若不存在一个值大于初始预测阈值,则预测为无雨事件;并记录下所有预测结果,其中预测结果包括预测有降雨,真实也有降雨,记为Pture;预测有降雨,但实际没有降雨,记为Pfalse;预测没有降雨,但实际有降雨,记为Pmiss;
根据预测结果计算预测成功率、预测错误率和预测遗失率;
调整初始降雨预测阈值,并重复上述步骤;
根据预测成功率、预测错误率和预测遗失率选取最优降雨预测阈值。
5.根据权利要求4所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述预测成功率、预测错误率,以及预测遗失率的计算方法为:;
式中,TPR,WPR和MFR分别表示预测正确率,预测错误率,以及预测遗失率,其中Rtotal为实际降雨事件总和;Ptotal为预测降雨事件总和。
6.根据权利要求4所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述ZWD值变化率的计算方法为:;
式中,ΔZWDr 表示ZWD的每小时变化率;ZWDp 表示当前时刻的ZWD值,也即预测时刻的ZWD值;ZWDi 表示要计算那一个小时时刻的ZWD值。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗ZWD的实时降雨及降雨时长预测方法,其特征在于,所述步骤3中,建立降雨时长预测阈值的方法为:首先获取历史数据中所有降雨事件,并计算所有降雨事件的ZWD值,然后将所有ZWD值按区间进行分类,完成分类后统计每个类别下降雨时长;
将每个类别下所有降雨时长进行求合平均得到平均降雨时长;
根据平均降雨时长确定降雨时长预测参考值;
最后,将每个类别已经对应的降雨时长预测参考值作为一个数据对,从而将每个类别的数据对作为降雨时长预测阈值。