基于模糊逻辑的新一代天气雷达径向干扰回波识别算法

在雷达信号处理器异常、信号受到外部电磁干扰时,雷达会观测到沿径向分布的条幅状干扰回波,这类非气象回波须在雷达估测降水等定量应用之前消除。为适用体扫数据及正在业务推行的单径向流数据,利用2017年7—8月收集的雷达单站PPI数据,针对径向干扰回波,提出一种基于模糊逻辑的识别方法,该方法只提取径向上的特征参量,建立隶属函数和判定阈值,进行识别。通过对算法的评估和业务应用,结果表明:该算法对径向干扰回波和降水回波的识别和消除效果较好,与原业务算法相比,CSI评分提高0.232,能明显提高径向干扰回波的准确识别,略微降低对降水回波的误消除;算法在业务上能够稳定运行,对于定量化应用（降水估测等）具有正贡献。      

应用双踪示波器检修数字化713雷达DV IP 故障

视频积分的研究和应用是为了消除大气中云和雨滴之间存在复杂的相对运动造成的回波涨落现象 ,实现对降水回波的定量探测。CTL- 71 3C天气雷达是国家气象局规划布点的常规雷达 ,是原 71 3天气雷达的换代产品 ,在全国气象部门已布点 30多台。其视频积分处理器 ( DVIP)全部采用数字电路设计 ,硬件量大 ,电路复杂 ,不易理解 ,大部分机务员对维修该部分电路故障感到棘手 ,是 CTL- 71 3C雷达的维修难点。1　视频积分器工作原理　　 CTL- 71 3C雷达视频信号处理器 ( DVIP)将雷达的对数视频信号经过定标放大、模数变换后 ,按照预先设计…     

气象回波宽度与雷达最小可测功率关系的研究

本文通过测试和理论分析,证实了雷达的最小可测功率P_(smin)与雷达接收机输入的气象回波的宽度τ_w有关。因此必须按照气象回波的宽度未标定P_(smin) 然后用最小可测信号法测定回波功率P_(?)以提高测量的精度。此外,雷达最大探测距离R_(max)与最小可测功率P_(smin)有关,所以计算R_(max)对,也应用与实际回波宽度相应的P_(smin)未求得R_(max)。     

定温报警器

为支援农业生产,我站试做了一台温度报警器,电路原理如附图所示。以互补电路做成讯响器,两只晶体管直接耦合为放大器,BG_2的讯号经C_1R_2正反馈到BG_1基极形成振荡。定温报警由电接点水银温度表来控制。做低温报警时,拨动转换开关,使1与6、2与5、3与4接通,这时水银柱与铂丝也导通,仪器     

图象相关分析法判别因子的比较与实验

天气雷达跟踪回波运动,或卫星云图上示踪云测风,广泛使用相关分析法。本文对比方法中的判别因子进行了理论分析,数值模拟和个例实验。结果表明,在回波结构变化时,用原点矩相关系数R_3作为相关分析法的判定因子跟踪回波或示踪云,较中心矩相关系数R_1和相关亮度综合因子R_2有一定的优越性。     

711雷达JRX-2型继电器的维修

711雷达全机共有9个（早期出厂的机器8个）JRX－2型继电器，在使用中发现，这种继电器常见的两个故障：一是线包断路，二是触点烧蚀。在711雷达线路中，JRX－2型继电器的电源是采用115V交流电压经单个二极管半波整流，1μF电容滤放后得到的电压，由于该电压高于JRX－2型继电器的额定工作电压，且纹波因数较大，故继电器线包容易发热而断路，我单位的711雷达每年有2～3个线包断路，以致无线包更换。为了解决这个问题，笔者采用高压拉弧法修复断路线包，修复率达80％。高压源可以用711雷达随机配发的500V兆欧表，也可以用距显的1500V或…     

X波段相控阵气象雷达回波数据的对比分析

为探究、验证X波段相控阵气象雷达系统及其回波数据的可靠性,基于X波段相控阵气象雷达系统及地基外场试验,对比分析了X波段相控阵气象雷达系统与X波段机械式天线气象雷达系统的回波数据。在脉宽为6μs和1μs两种探测模式下,通过散点分布和概率分布方法对比分析了相控阵天气雷达的回波强度和径向速度数据的差异性。结果表明:(1)在脉宽为6μs和1μs的探测模式下,X波段相控阵气象雷达与常规天气雷达有比较接近的探测能力和可靠的数据质量;在远距离处,相控阵气象雷达的回波数据呈现层次结构清晰、轮廓显著的特性;(2)宽波束以及波束宽度展宽等特性平滑了相控阵气象雷达的回波强度,改变回波结构,弱回波区面积减小,强回波区增大;(3)天线增益不均匀影响相控阵雷达数据质量,理论上可以用1/(cosθcosφ)的增益修正因子对回波强度进行修订。     

适用于711雷达的距离订正装置

一、引言711雷达没有距离订正装置,因此在显示器上观测到的降水分布或云体结构和真实情况有很大差异,其原因主要是1/r~2效应所造成的回波畸变。如在711雷达上增设本文所介绍的STC就能消除回波强度的距离效应,能比较真实地观测到气象回波。     

用相关法估测CAPPI等高面上的TREC风

使用雷达资料,运用相关法估测CAPPI(constant altitude plan position indicating,等高平面位置显示)上的TREC(tracking radar echoes by correlation)风,根据雷达在两个观测时间的数据,估算CAPPI上的水平流场,从而外推整个回波场的运动走向.经输入台风、暴雨、晴空边界层的回波个例试验,结果表明有助于短时天气预报.在TREC应用于晴空回波时,根据当地实际情况,通过适当改动相关系数的阈值可以消除杂波产生的对TREC矢量的干扰.     

一次雷达回波图像缓慢变坏的故障

分析新一代天气雷达出现故障报警,并且伴随有回波图像变坏的现象。通过数据、图像分析,发现雷达回波图像变化与雷达性能参数如系统噪声温度、线性标定等数据的变坏有关。硬件检查结果表明,由于下光纤板电路故障,接收机保护器响应信号无法发送,影响保护器的正常工作及测试信号对雷达功率的正确测量,导致雷达性能参数变坏及回波图象变坏。     

一种基于快速傅里叶变换的多普勒天气雷达弱杂波识别方法

多普勒天气雷达探测时常会出现电磁干扰和超折射等杂波干扰问题,通过对弱径向干扰回波的规律性特征分析,提出了一种基于快速傅里叶变换的多普勒天气雷达干扰回波识别算法,并成功应用于多普勒天气雷达径向干扰回波的识别中。研究表明,一些干扰回波具有明显的空间周期性规律,对反射率因子进行快速傅里叶变换,得到的频域上能量分布具有与常规回波明显的差异。依靠这些差异可以较好地对一些弱的干扰回波进行识别并剔除。该方法对径向上离散分布的干扰回波均有较好的识别能力,但对相对均匀和密实的径向干扰回波识别能力较弱。     

基于极大似然算法的风廓线雷达谱矩估计

在风廓线雷达谱数据处理中,雷达低层取样体积探测的谱数据通常出现地物杂波、间歇性杂波、地磁杂波与大气回波谱混杂交叠的情况。为了有效抑制和去除杂波干扰,并且提高风廓线雷达探测范围和测量精度,必须对大气回波谱的谱矩进行有效的估计。通过对风廓线雷达多普勒回波功率谱分析,提出基于极大似然算法估计雷达回波谱谱数据的方法,并且进行了实际数据仿真分析,通过与常规方法进行对比分析,验证了算法的可行性和有效性,在低层取样体积谱矩估计得到了显著的改善。     

电接风仪记录器无触点开关电路

目前,电接风仪记录器采用有触点开关电路,即通过继电器触点的闭合和断开来实现电路的自动转换。这种有触点的开关电路,其最大的缺陷是触点的吸合次数(即触点的寿命)有一定限制,又常常因为触点氧化、打火,簧片变软而使仪器不能正常工作。为了确保仪器能正常工作,我们设计了电接风仪记录器无触点开关电路。经我们测试和台站考核证明,主要技术指标均达到原设计的要求。这一电路的设计是在对仪器接口连线不进行改动的前提下进行的,所以在对记录器电路进行改装时不涉及指示器和感应器的所有连接线路。下面作一简要介绍。     

天气雷达远距离单频点电磁径向干扰回波的特征分析及识别

径向干扰回波是天气雷达回波中常见的一种异常回波,存在于我国多个雷达站点的回波中。它在径向上呈条辐状分布,经常和降水回波在很多区域是重叠的。对回波数据进行退距离订正值及衰减订正值处理后,再对多组受到干扰的雷达体扫资料进行分析,得出径向干扰回波的一些普遍特征;然后提出径向干扰回波的识别方法,最后通过实例进行效果验证,结果表明该方法能够对径向干扰回波进行有效地识别。     

上海南汇WSR-88D双偏振天气雷达的生物 回波识别与分析

为识别我国新一代天气雷达的生物回波,研究长江中下游地区天气雷达观测到的生物迁飞发生发展规律,选取上海南汇WSR-88D双偏振天气雷达2018年春季的观测数据,应用反射率因子Z、双程差分相位Φ_(DP)、0延迟相关系数ρ_(HV)等雷达物理量和反射率因子纹理SD(Z)、差分相位纹理SD(Φ_(DP))等反映观测值小尺度数值变化的参量,用Python语言设计基于模糊逻辑算法的雷达回波分类程序识别生物回波,识别结果以生物回波采样点的生成时间(世界时)为横坐标,分析了2018年春季上海南汇天气雷达生物回波识别结果的日变化特点,讨论了降水、风及温度等气象条件对生物迁飞的影响。结果表明,S波段天气雷达无法分辨生物单体,但在春季有大规模生物迁飞的时段能够对昆虫成层定向迁飞的现象进行有效识别,3月生物迁飞活动强度较弱,4月和5月回波强度显著增强。地物回波(超折射回波)在雷达低仰角观测中,对有效识别生物迁飞回波尤其具有阻碍性。为此,在原有算法的基础上,用标准化频率直方图对迁飞现象明显时段的数据中生物回波点的以上4个变量观测值进行概率统计,揭示生物回波与地物(超折射)回波雷达物理量之间的差异。     

天气雷达径向干扰回波去除方法的比较

基于SA多普勒天气雷达资料,使用滤波法、插值法和功率法对径向干扰回波进行剔除,并对3种方法的去除效果进行对比。结果表明:(1)滤波法适用于晴空径向干扰回波的去除,在有降水特别是降水回波与干扰回波混合的区域滤波法效果较差;(2)若只有单一方位存在径向干扰回波时使用插值法去除回波效果较好,而多个方位存在干扰回波时插值法效果较差;(3)功率法通过处理雷达接收功率,对连续多方位存在的干扰回波,以及径向干扰回波与降水回波重叠的情况,都有较好的识别及去除干扰回波的效果。在有降水时,降水回波越弱,对干扰的订正越强;降水回波越强,对干扰的订正越弱;晴空时,径向干扰回波基本被全部去除。     

用HTL数字集成电路组装的电接风记录器电路

电接风是容易出故障的仪器之一,尤以记录器部分故障最多。究其原因:1.中间继电器接点经常烧黑。2.k_1k_2电接时电容放电电流较大,又没有消火花装置,时间一长也容易烧黑。若采用无触点开关以及将k_1k_2电接时通过它们的电流强度限制到最小程度,就可能解决这些问题。我们根据这个指导思想,用一块HTL集成电路和几只分立元件,进行了一次成功的尝试。经使用效果很好,原理:     

从非多普勒天气雷达信号中获取湍流信息的有关模拟试验

本文对云中降水造成的雷达回皮涨落信号进行模拟,为使模拟信号接近实际,加入了一定量的均匀白噪声。模拟试验旨在检验由常规测雨雷达回波涨落信号考虑与湍流信息密切相关的两个问题:1)雷达回波视频信号的涨落谱方差δ_F~2与降水粒子的多普勒频率谱方差δ_f~2之间是否近似地满足关系式δ_F~2=2δ_f~2。2)能否对同一个雷达发射脉冲用相邻两雷达脉冲体积V_1、V_2中的涨落回波之和代替大体积V_3(它等于V_1加V_2)中的涨落回波,估计v_3的涨落谱方差。模拟结果表明:以上两点基本可行。本文并对误差进行了一定的分析。     

用非相干的常规天气雷达提取多普勒速度谱宽——回波强度涨落谱分析

通常非相干的常规天气雷达的应用仅仅是通过雷达回波强度的探测来提供天气目标物的位置和其反射率的信息。本文在国产的非相干的713天气雷达上,对某一固定地点的降水回波进行了离散取样,应用微机(APPLE.Ⅱ)对所获取的离散样本作傅立叶变换(FFT),得到回波强度的涨落谱和谱宽。然后根据涨落谱与多普勒谱之间的确定关系,计算出在气象上非常有用的多普勒速度谱宽和典型的多普勒谱形。     

两类强对流天气过程的模式模拟及其比较

基于雷达探测数据和地面天气现象,应用MM5模式对冰雹大风和龙卷两类强对流天气过程进行数值模拟,分析模式模拟回波和雷达实际回波,研究模拟的微物理和动力特征,探讨两类强对流天气微物理和动力特征差异之间的可能原因。结果表明:(1)在雷达回波的模拟方面,两类强对流天气过程的模拟效果较好,模拟的雷达回波具有一定的可靠性。(2)冰雹大风过程的微物理模拟说明,雪晶位于0℃层以上;与雨水情况相对应的回波带等值线较为密集;云水含量主要分布在0℃层以下,呈分散分布形态;雨水含量在0℃层上下皆有分布。由龙卷过程的微物理模拟可知,云水含量主要分布在0℃层以下,基本连片分布;雨水含量在0℃层以下有所分布,但主要分布在0℃层以上,且数值大,等值线密集;云冰含量也是呈现零星分布。(3)从动力特征的模拟来看,强对流天气过程对应于强的上升运动,但是较强的上升运动区域并不分布在回波带的固定位置。