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公開番号2025033211
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023138773
出願日2023-08-29
発明の名称降雨強度推定装置及び降雨強度推定プログラム
出願人日本無線株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01W 1/10 20060101AFI20250306BHJP(測定;試験)
要約【課題】本開示は、レーダ方式電波雨量計を簡素化、小型化及び低コスト化するとともに、レーダ方式電波雨量計と各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量の計算精度を高くし、各位置の降雨からの反射強度の補正精度を高くし、各位置の降雨の降雨強度の推定精度を高くすることを目的とする。
【解決手段】本開示は、「晴天時」での基準反射物Rからの反射強度から、「降雨時」での基準反射物Rからの反射強度を減算し、レーダ方式電波雨量計1と基準反射物Rとの間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量(基準降雨減衰量)を計算する。そして、基準降雨減衰量を「上限」として、レーダ方式電波雨量計1と基準反射物Rと比べて「近距離」にある各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量(各位置降雨減衰量)を計算する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
レーダ方式電波雨量計を用いて降雨強度を推定する降雨強度推定装置であって、
晴天時での基準反射物からの反射強度から、降雨時での前記基準反射物からの反射強度を減算し、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（基準降雨減衰量）を計算する基準降雨減衰量計算部と、
前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量を上限として、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物と比べて近距離にある各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（各位置降雨減衰量）を計算する各位置降雨減衰量計算部と、
各位置の降雨からの反射強度に、前記各位置降雨減衰量計算部が計算した前記各位置降雨減衰量を加算し、各位置の降雨からの反射強度を補正し、反射強度と降雨強度との間の関係に基づいて、各位置の降雨の降雨強度を推定する降雨強度推定部と、
を備えることを特徴とする降雨強度推定装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記各位置降雨減衰量計算部は、前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量を、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物との間の降雨領域の降雨範囲で除算し、単位距離当たりの前記基準降雨減衰量を計算し、前記各位置降雨減衰量を計算する
ことを特徴とする、請求項１に記載の降雨強度推定装置。
【請求項３】
より近距離にある各位置の降雨からの反射強度に基づいて、当該近距離にある各位置近傍の降雨領域の往復経路での降雨減衰量を推定し、より遠距離にある各位置の降雨からの反射強度を推定し、当該遠距離についても当該近距離と同様の処理を繰り返し、当該近距離及び当該遠距離にある各位置近傍の降雨領域の往復経路での降雨減衰量を積算し、前記基準降雨減衰量及び前記各位置降雨減衰量を推定する降雨減衰量積算部、をさらに備え、
前記各位置降雨減衰量計算部は、前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量と前記降雨減衰量積算部が推定した前記基準降雨減衰量との間の差分量を上限として、前記降雨減衰量積算部が推定した前記各位置降雨減衰量に対する補正量を計算する
ことを特徴とする、請求項１に記載の降雨強度推定装置。
【請求項４】
前記基準降雨減衰量計算部は、晴天時での前記基準反射物からの反射強度から、降雨時での前記基準反射物からの反射強度と、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物との間の晴天領域の往復経路での大気減衰量と、を減算し、前記基準降雨減衰量を計算する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の降雨強度推定装置。
【請求項５】
前記各位置降雨減衰量計算部は、前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量を、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物との間の複数に分かれた降雨領域の往復経路での降雨減衰量として振り分けるにあたり、前記降雨強度推定部が補正した各位置の降雨からの反射強度に基づいて自処理部が推定した前記基準降雨減衰量と、前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量と、が等しくなるようにする
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の降雨強度推定装置。
【請求項６】
前記基準降雨減衰量計算部は、晴天時でのより近距離にある前記基準反射物からの反射強度から、降雨時での当該近距離にある前記基準反射物からの反射強度を減算し、前記レーダ方式電波雨量計と当該近距離にある位置との間の前記基準降雨減衰量を計算し、
前記基準降雨減衰量計算部は、晴天時でのより遠距離にある前記基準反射物からの反射強度から、降雨時での当該遠距離にある前記基準反射物からの反射強度を減算し、前記レーダ方式電波雨量計と当該遠距離にある位置との間の前記基準降雨減衰量を計算する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の降雨強度推定装置。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに記載の降雨強度推定装置が備える各処理部が実行する各処理ステップを、順にコンピュータに実行させるための降雨強度推定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ方式電波雨量計を用いて降雨強度を推定する技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
レーダ方式電波雨量計を用いて降雨強度を推定する技術が、特許文献１及び非特許文献１、２等に開示されている。ここで、各位置の降雨からの反射強度は、レーダ方式電波雨量計と各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（各位置降雨減衰量）に影響される。そこで、特許文献１及び非特許文献１、２では、各位置の降雨からの反射強度に、各位置降雨減衰量を加算し、各位置の降雨からの反射強度を補正する。そして、反射強度と降雨強度との間の関係に基づいて、各位置の降雨の降雨強度を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－２０８１９５号公報
【非特許文献】
【０００４】
Ｈｉｔｓｃｈｆｅｌｄ，Ｗ．，＆Ｂｏｒｄａｎ，Ｊ．（１９５４）．Ｅｒｒｏｒｓｉｎｈｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｒａｄａｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｒａｉｎｆａｌｌａｔａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ．ＪＡＳ，１１（１），５８－６７．
Ｇｏｒｇｕｃｃｉ，Ｅ．，＆Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒ，Ｖ．（２００５）．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒｄｕａｌ－ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｒａｄａｒｓ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＸ－ｂａｎｄｓｙｓｔｅｍｓ．ＪＴＥＣＨ，２２（８），１１９５－１２０６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、各位置降雨減衰量を計算するにあたり、近距離から始めて遠距離へ向かって、各位置近傍の降雨領域の往復経路での降雨減衰量を積算する。しかし、遠距離へ向かうほど、そして、高周波を用いるほど、降雨減衰量の積算誤差が大きくなる。よって、反射強度の補正精度が低くなり、降雨強度の推定精度が低くなる。
【０００６】
非特許文献１では、各位置降雨減衰量を計算するにあたり、特許文献１のように降雨減衰量を逐一的に積算せず、特許文献１をモデル化した微分方程式を解いている。しかし、降雨減衰量が大きいほど、解が発散等しやすく、降雨減衰量の計算誤差が大きくなる。よって、反射強度の補正精度が低くなり、降雨強度の推定精度が低くなる。
【０００７】
非特許文献２では、各位置降雨減衰量を計算するにあたり、雨粒の形状による直交偏波間の受信位相差を測定する。よって、反射強度の補正精度が高くなり、降雨強度の推定精度が高くなる。しかし、レーダ方式電波雨量計が複雑化、大型化及び高コスト化する。
【０００８】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、レーダ方式電波雨量計を簡素化、小型化及び低コスト化するとともに、レーダ方式電波雨量計と各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量の計算精度を高くし、各位置の降雨からの反射強度の補正精度を高くし、各位置の降雨の降雨強度の推定精度を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、「晴天時」での基準反射物からの反射強度から、「降雨時」での基準反射物からの反射強度を減算し、レーダ方式電波雨量計と基準反射物との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（基準降雨減衰量）を計算する。そして、基準降雨減衰量を「上限」として、レーダ方式電波雨量計と基準反射物と比べて「近距離」にある各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（各位置降雨減衰量）を計算する。
【００１０】
具体的には、本開示は、レーダ方式電波雨量計を用いて降雨強度を推定する降雨強度推定装置であって、晴天時での基準反射物からの反射強度から、降雨時での前記基準反射物からの反射強度を減算し、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（基準降雨減衰量）を計算する基準降雨減衰量計算部と、前記基準降雨減衰量計算部が計算した前記基準降雨減衰量を上限として、前記レーダ方式電波雨量計と前記基準反射物と比べて近距離にある各位置との間の降雨領域の往復経路での降雨減衰量（各位置降雨減衰量）を計算する各位置降雨減衰量計算部と、各位置の降雨からの反射強度に、前記各位置降雨減衰量計算部が計算した前記各位置降雨減衰量を加算し、各位置の降雨からの反射強度を補正し、反射強度と降雨強度との間の関係に基づいて、各位置の降雨の降雨強度を推定する降雨強度推定部と、を備えることを特徴とする降雨強度推定装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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