本发明涉及气象学，具体涉及一种西北太平洋弱台风特定定位方法和系统。
背景技术：
1、台风发源于热带海面，是一种灾害性天气系统，当其发展到一定强度时会给人们的经济和生活带来巨大的损失，加强台风的监测和预报是减轻台风灾害的重要手段，而台风中心定位的准确性直接影响台风预报的精确度。由于台风主要在海洋上活动，常规观测缺乏，卫星遥感资料是定位台风中心最常用的数据，现阶段，对于有眼强台风，眼区在影像中通常表现为灰度值较低、形状易于识别，因此对于该类台风定位相对容易，定位精度较高；而对于无眼的弱台风，眼区尚未形成或已消散，结构特征不明显，定位误差仍较大。
2、目前，主流的基于卫星资料的台风中心定位方法可分为风场分析法、模板匹配法和眼区像元特征法三大类，风场分析法能够定位结构不清晰的无眼台风，但其局限性在于需要一系列时间连续的图像，如果某个时间段内的影像有缺失或台风移动速度太快，都会使所构建的风场不准确，从而导致中心定位的结果误差大，此外，矢量场构建算法涉及复杂的数学运算，实用性较差；模板匹配法是根据经验知识总结而来的，匹配结果受预报员主观性影响大，因此该方法缺乏客观性，并且台风中心的确定仍采用手动方式，对台风以下强度的台风不适用；眼区像元特征法缺少特定化的参数，定位误差较高，对西北太平洋弱台风中心定位有局限性，为满足卫星监测西北太平洋弱台风的需求，解决现有技术对西北太平洋弱台风定位精度差的问题，亟需一种适用于西北太平洋弱台风的快速精准定位方法和系统。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为了提高西北太平洋弱台风定位能力，解决现有技术对西北太平洋弱台风定位精度差的问题。一方面，本发明提供一种西北太平洋弱台风特定定位方法，所述西北太平洋弱台风特定定位方法，包括以下步骤：获取卫星遥感微波亮温资料和台风的预报位置；对所述卫星遥感微波亮温资料进行几何校正，根据几何校正结果获得亮温梯度场；通过所述预报位置，设置西北太平洋弱台风的多个潜在位置；构建距离惩罚分数场模型、单位螺旋矢量场模型、螺旋分数模型和指导螺旋分数场模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述距离惩罚分数场模型、所述单位螺旋矢量场模型、所述螺旋分数模型和所述指导螺旋分数场模型，获得预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场；构建圆环分数模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述圆环分数模型，获得预报位置和潜在位置对应的圆环分数；结合所述指导螺旋分数场和所述圆环分数，获得所述潜在位置的位置综合得分，并将最高位置综合得分对应的潜在位置设定为西北太平洋弱台风位置。本发明利用台风螺旋结构整体亮温特征确定螺旋中心，通过眼墙边缘亮温特征确定台风中心，两者结合实现优势互补，实现对弱台风定位，并采用针对西北太平洋台风的特定化算法参数提高定位结果的准确性，解决了现有技术对西北太平洋弱台风定位精度差的问题。
2、可选地，所述通过所述预报位置，设置西北太平洋弱台风的多个潜在位置，包括以下步骤：以所述预报位置为中心，第一角度为半径设定为初猜场；将所述初猜场内的点位设置为潜在位置。本发明通过设置初步猜测范围内的所有点位为台风潜在位置，保证了台风定位的准确性。
3、可选地，所述构建距离惩罚分数场模型、单位螺旋矢量场模型、螺旋分数模型和指导螺旋分数场模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述距离惩罚分数场模型、所述单位螺旋矢量场模型、所述螺旋分数模型和所述指导螺旋分数场模型，获得预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场，包括以下步骤：以所述潜在位置为中心，第二角度为半径获得螺旋计算场，将所述螺旋计算场内的点位设置为计算位置；构建距离惩罚分数场模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述距离惩罚分数场模型，获得预报位置和潜在位置对应的距离惩罚分数场；构建单位螺旋矢量场模型，并在所述螺旋计算场内中，通过所述单位螺旋矢量场模型，获得潜在位置的单位螺旋矢量；构建螺旋分数模型，并在所述螺旋计算场中，通过所述螺旋分数模型，获得潜在位置的螺旋分数场；构建指导螺旋分数场模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述指导螺旋分数场模型，获得预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场。本发明通过构建不同的模型，利用亮温梯度场作为背景场，获得每一个台风潜在中心的指导螺旋分数场，进一步保证了台风最终定位的准确性。
4、可选地，所述距离惩罚分数场模型满足以下公式：其中，表示预报位置和潜在位置对应的距离惩罚分数场，表示潜在位置的经纬度，表示预报位置的经纬度。
5、可选地，所述单位螺旋矢量场模型满足以下公式：其中，表示第i点潜在位置的单位螺旋矢量，表示潜在位置的经纬度，表示计算位置的经纬度，i表示潜在位置的像素点号，α表示潜在位置的单位螺旋矢量倾斜角度，和表示向东和向北的单位向量，(xi，yi)表示和方向上的偏移距离。
6、可选地，所述螺旋分数模型满足以下公式：其中，表示潜在位置的螺旋分数场，i表示潜在位置的像素点号，表示第i点潜在位置的单位螺旋矢量，n表示螺旋计算场中潜在位置的个数，ii表示第i点潜在位置的亮度温度，βi表示第i点潜在位置的亮温梯度向量逆时针指向螺旋向量的夹角，woutter表示眼墙外边界的权重。
7、可选地，所述指导螺旋分数场模型，满足以下公式：其中，表示预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场，表示预报位置的经纬度，表示潜在位置的经纬度，wss表示螺旋分数的权重，表示螺旋分数场，wpenalty表示距离惩罚的权重，表示距离惩罚分数场。
8、通过构建的模型，能够客观地获得相关系数，避免了人为因素干扰，减小了台风定位误差。
9、可选地，所述圆环分数模型满足以下公式：表示每个可能半径的圆环分数集合，表示潜在位置的经纬度，r表示潜在位置的眼墙内边界半径，i表示潜在位置对应圆环上点的亮度温度，表示由潜在位置指向圆环上点的径向单位向量，i表示潜在位置的像素点号，表示潜在位置的圆环分数。通过圆环分数最大确定最可能的眼墙内边界半径，进一步提高了本发明的准确度。
10、可选地，所述结合所述指导螺旋分数场和所述圆环分数，获得所述潜在位置的位置综合得分，满足以下公式：其中，表示潜在位置的位置综合得分，表示潜在位置的经纬度，表示预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场，表示潜在位置的圆环分数，wgss表示指导螺旋分数权重，wrs表示圆环分数权重；指导螺旋分数权重wgss和圆环分数权重wrs满足以下取值：当台风最大风速为10.8～17.1m/s时，wgss＝140，wrs＝44；当台风最大风速为17.2～24.4m/s时，wgss＝50，wrs＝46；当台风最大风速为24.5～32.6m/s时，wgss＝180，wrs＝42；当台风最大风速为32.7～41.4m/s时，wgss＝70，wrs＝50；当台风最大风速为41.5～50.9m/s时，wgss＝40，wrs＝46；当台风最大风速大于51m/s时，wgss＝80，wrs＝30。本发明设定针对西北太平洋台风的特定化算法参数，提高了台风定位结果的准确性。
11、第二方面，为能够高效地执行本发明所提供的一种西北太平洋弱台风特定定位方法，本发明还提供了一种西北太平洋弱台风特定定位系统，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包含程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本发明第一方面所述的一种西北太平洋弱台风特定定位方法。本发明的一种西北太平洋弱台风特定定位系统，结构紧凑、性能稳定，能够稳定地执行本发明提供的一种西北太平洋弱台风特定定位方法，进一步提升本发明整体适用性和实际应用能力。
1.一种西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述西北太平洋弱台风特定定位方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述通过所述预报位置，设置西北太平洋弱台风的多个潜在位置，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述构建距离惩罚分数场模型、单位螺旋矢量场模型、螺旋分数模型和指导螺旋分数场模型，并在所述亮温梯度场中，通过所述距离惩罚分数场模型、所述单位螺旋矢量场模型、所述螺旋分数模型和所述指导螺旋分数场模型，获得预报位置和潜在位置对应的指导螺旋分数场，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述距离惩罚分数场模型满足以下公式：
5.根据权利要求3所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述单位螺旋矢量场模型满足以下公式：
6.根据权利要求3所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述螺旋分数模型满足以下公式：
7.根据权利要求3所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述指导螺旋分数场模型，满足以下公式：
8.根据权利要求1所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述圆环分数模型满足以下公式：
9.根据权利要求1所述西北太平洋弱台风特定定位方法，其特征在于，所述结合所述指导螺旋分数场和所述圆环分数，获得所述潜在位置的位置综合得分，满足以下公式：
10.一种西北太平洋弱台风特定定位系统，其特征在于，所述西北太平洋弱台风特定定位系统，包括：输入设备、输出设备、处理器、存储器，所述输入设备、输出设备、处理器、存储器相互连接，所述存储器包括程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1-9任一项所述西北太平洋弱台风特定定位方法的步骤。
