本发明公开了基于三重多层感知机的数值天气预报混合资料同化方法，包括以下步骤：建立基于三维变分资料同化方法的第一感知机模型，并对第一感知机模型进行训练；建立基于集合卡尔曼滤波器资料同化方法的第二感知机模型，并对第二感知机模型进行训练；建立混合同化的第三感知机模型；对第三感知机模型进行训练；使用训练好的第一感知机模型、第二感知机模型和第三感知机模型来计算获得分析场数据。本发明方法利用大气运动的物理规律和大气状态变量的时间特性，对传统的资料同化方法进行模拟、优化和混合，充分考虑了大气变量的流依赖，以此引入大气数据本身所包含的时间特征，使得本发明方法的同化性能较传统方法得到有效提升。