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龙图腾网获悉安徽大学申请的专利一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118981584B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411058937.4，技术领域涉及：G06F17/10；该发明授权一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法是由项衍;刘文韬;刘岳阳;吕立慧;朱彤瑶;张天舒;刘文清设计研发完成，并于2024-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法。包括对组网激光雷达数据质量控制和数据预处理；计算背景协方差矩阵；计算目标函数值；计算目标函数梯度值；计算目标函数极小值；更新背景场数据，确定最终的数据同化分析场，作为当前时刻的同化结果；本发明有效的克服了地面常规观测数据无法提供高层数据的问题，提高空气质量模式模拟的精度和准确度，给出经过立体观测数据约束的颗粒物的再分析场，复原区域重污染过程，厘清区域污染物时空分布和输送的特征规律。

本发明授权一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于三维变分的组网激光雷达数据同化方法，其特征在于，具体包括以下步骤； S1、对组网激光雷达数据进行质量控制和预处理；所述质量控制和预处理方法包括： A1、获取组网激光雷达数据：基于模型覆盖的经纬度范围区域，查找该区域内组网激光雷达台数，并通过数据库查询所需要时间段的所有数据； A2、激光雷达数据质量控制：僵值检查也称最小变频检查，僵值是由于观测仪器发生故障以及传输或记录过程中的其他原因，使观测值长时间不变，引起记录不真实，检测方法如下：Z为回波信号的强度变化平均绝对差，也就是相邻回波信号数据强度的变化情况；r为相邻雷达回波信号的相关系数，即回波波形的相似程度；其中，A和B分别代表两个回波信号； 判据：若出现连续数据，该相邻数据的之间的Z=0，其对应的r=1，则判断该相邻数据为连续僵值； A3、激光雷达数据预处理：激光雷达直接反演得到的细颗粒物浓度廓线，需要转换成同化系统所需要的气象数据通用二进制格式的文件，建立了如下的数据格式：PTID、CLONH、CLATH、CSIGLEV、TPHR、TYPO、COPOPM，其中：PTID表示数据ID，为自增的整数；CLONH、CLATH分别表示当前雷达点位的经度和纬度信息；CSIGLEV表示激光雷达数据对应的垂直层信息；TPHR表示与当前模拟时刻的偏移量；TYPO表示同化参数PM2.5的数据类型ID号，目前固定为11；COPOPM表示当前雷达在当前空间位置上面PM2.5的浓度信息； S2、计算背景误差协方差矩阵；背景误差协方差矩阵为背景误差矩阵和背景相关系数矩阵的乘积，其中背景误差为两次预报同一时刻的两组预报场的差，背景相关系数采用高斯模型方法计算； S3、计算目标函数值；利用模型模拟的背景场数据和组网激光雷达实测数据，通过三维变分方法，计算目标函数值； S4、计算目标函数的梯度值;利用上一步处理的目标函数值，计算出目标函数梯度值； S5、计算目标函数的极小值；利用上两步计算的目标函数值和目标函数极小值输入逐步迭代法，通过迭代共轭梯度过程，计算目标函数的极小值； S6、更新背景场数据；将上一步目标函数达到极小值状态时，此时对应的状态量即为最优估计值，形成最终的组网激光雷达数据同化的分析场。

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