天气雷达天线座水平度4方位检测法

经过严格的数学推演,推导出仅需4个方位的天线座水平度检测数据即可通过数学处理获取准确的天线座水平度的数学理论模型。运用建立的数学模型处理4个方位的检测数据,可以计算天线座水平度倾斜角、天线方位旋转轴倾斜方位及可供仰角读数校准的仰角读数“真值”。与目前普遍采用的天线座水平度检测过程及数据处理方法相比,4方位检测法显著减少检测人员在天线罩内天线平台上的工作量及室内人工手动处理的工作量,而需要计算机软件自动完成的工作量明显增加。     

天气雷达水平仪检测数据误差订正与数学处理方法初探

天气雷达天线座水平度的检测主要使用2种气泡式水平仪来获取数据。由于水平仪在天线座上的实际检测工作环境与水平仪原来的标准检定环境差别较大,所以直接获取的检测数据含有明显的误差成分,这在很大程度上影响到了对天线座水平度的准确检测。针对在水平仪检测数据订正与数学处理方法方面出现的问题,分别提出了对这2种气泡水平仪系统读数误差的确定方法和检测数据的数学处理方法。结果表明:对读数误差的确切分离与对检测数据进行恰当的数学处理,能够明显提高天气雷达天线座水平度检测数据的准确度和可信度。     

天气雷达天线座水平度检测方法改进

从实际检测工作中发现.使用传统方法对CINRAD/SC天气雷达天线座水平度进行检测,在普通基层雷达站其可操作性比较差,检测结果中含有比较明显的误差成分,不够准确.针对该问题,提出了具体的改进措施,并且给出对检测数据的修正方法和处理方法.用改进的天线座水平度检测方法和数据处理方法,可使得CINRAD/SC天气雷达天线座水平度的检测过程大大缩短并且容易实施,经过数学处理后的结果更加真实.其他类型天气雷达的天线座水平度检测及检测结果的处理.也可以借鉴本方法来进行.     

雷达高度误差报警原因及解决方法

通过分析高度误差形成机理,结合大连探空站2011年7月26日雷达高度误差报警个例,分析高度误差报警机理,总结快速分析高度误差原因及解决方法。结果表明：产生高度误差的原因主要有气压“飞点”引起的误差、距离跟踪不正确引起的误差、雷达旁瓣跟踪引起的误差、频偏引起的增益降低产生的“飞点”、天气因素引起的误差和天线水平引起的误差等。本文从经常性误差报警、偶尔性误差报警和特殊天气引起的误差报警3个方面分析高度误差原因及解决方法,以期为高空气象探测提供参考依据。     

714天气雷达天线罩封顶后的方位标定

714天气雷达天线方位角初始标定在天线罩封顶前进行,通常采用北极星法或经纬仪法。天线罩封顶后,方位标定的条件是,雷达天线罩封顶前的方位标定必须准确无误。但是由于种种原因,可能会造成雷达天线方位标定出现误差,甚至出现某些失误(其误差范围大于1度)。根据我们的经验,当方位标定误差大于0.5度时,就要影响降水回波的     

天顶扫描模式在双偏振天气雷达Z_(dr)系统偏差订正中的应用

双偏振天气雷达Z_(dr)系统偏差是影响雷达数据质量的关键因素,本文利用南京信息工程大学C波段双偏振天气雷达,对90°仰角天顶扫描数据在Z_(dr)系统偏差订正中的应用进行了分析,同时增加90°仰角定点观测模式,讨论并确认了方位旋转关节对Z_(dr)测量结果的影响,在双偏振天气雷达雷达Z_(dr)系统偏差订正中加入了方位旋转关节因素。研究结果表明:选择合适的90°仰角数据,不仅可以对接收双通道不一致造成的Z_(dr)固定系统偏差进行订正,还能够进一步检测由方位旋转关节衰减不同引起的误差;利用90°仰角数据对Z_(dr)的系统偏差进行订正,稳定性和精度较高,满足双偏振天气雷达Z_(dr)精度要求。     

701C雷达标定时应注意的问题

1引言雷达架设起来以后,为了保证测定坐标和观测记录的准确性,需要对雷达水平位置和仰角、方位角、距离的零点进行标定。下面就齐齐哈尔站仰角0°与方位角0°的标定时所遇到的问题小结如下,供同行参考。2仰角0°的标定仰角0°的标定,是使天线仰角为零度时,即引向天线的主杆与水平面平行时,仰角显示数也应为0°。使天线仰角为零度的方法有两种,一是用经纬仪法,二是重垂法(略),下面介绍第一种方法。在离天线约20m处架设好经纬仪,摇动方位手轮,使经纬仪处在天线的正侧面,即引向天线主杆与视线垂直,此时锁定方位手轮,摇动仰角手轮,使衍架主杆垂…     

ＣＩＮＲＡＤ/ＣＢ雷达典型故障及排除

1雷达天线正北的标定 雷达天线未正北的原因雷达系统在经历了大的震动后,天线座水平、方位、俯仰均产生了变化;“天线座动态故障”报警引起的雷达停机,天线未回归正北;其它报警导致雷达停机,天线未回归正北。     

CINRAD雷达产品“缺角”现象分析及处理

基于CINRAD/SA雷达图像产品出现"缺角"的现象,分析信号流程并通过BDAVC5软件观察天线运动轨迹,发现激磁电压过低导致旋转变压器有时辨识不出来正弦波信号,引起方位跳码,使得天线在未完成本仰角扫描的情况下就提前跳转到下一仰角进行扫描,从而造成了仰角剩余方位角度上的数据缺测。详细阐述了激磁电压过低而导致数据缺测的原因,指出此类故障多数发生在伺服系统,提出利用BDAVC5软件分析天线运行轨迹在伺服故障定位方面能起到很好的辅助作用。     

强天气系统雷达定位的坐标转换公式

天气雷达是对强天气系统进行及时探测和准确定位的有力工具。不过它所获取的定位数据是一组以测站(即雷达天线的位置，下同)为中心的“球坐标”值(即斜距r、方位角a和仰角β)．而在天气分析和预报的实际工作中需要的却是地理坐标(即地理纬度φ和经度λ)。     

CINRAD/SC雷达观测参数合理配置问题研究

中国产CINRAD/SC新一代天气雷达的脉冲重复频率、脉冲采样数和天线扫描转速这3个观测参数均可由雷达使用者自行配置。雷达观测实践表明,这3个观测参数配置得正确、合理与否,将直接影响到雷达获取的基数据资料质量的优劣,进而可影响到雷达导出产品的质量。通过理论分析,得到了天气雷达脉冲重复频率、脉冲采样数和天线转速这3个可配置观测参数科学合理的配置规律。以此作为CINRAD/SC天气雷达相关参数的配置依据,获取的基数据质量可以得到提高。     

沈阳一次局地大暴雨过程中逆风区的回波演变

利用沈阳CINRAD/SA多普勒天气雷达观测资料及加密自动站资料等,对2009年7月11日发生在沈阳西部的中尺度大暴雨天气过程进行分析。结果表明：雷达1.5°仰角PPI图上有逆风区存在,逆风区出现的时间要比强降水出现的时间早10 min以上,强降水区与逆风区、强回波区、VIL值的大值区有较好的对应关系,逆风区的出现对强对流天气的预报预警有指示作用。     

基于GNSS差分定位的天气雷达坐标精确定位研究

天气雷达天线馈源的精确定位关系到雷达数据的精确使用和天气雷达全网拼图的使用效果.目前,国内新一代天气雷达天线馈源坐标基本都是使用GNSS(GLobal Navigation Satellite System)系统中的美国GPS(Global Position System)系统接收机,在雷达塔楼楼顶单点瞬时定位测量得到的,误差一般大于30 m.为了提高定位精度,将GPS精确定位技术与全站仪测量相对高度结合起来,提出了一种测量天气雷达的馈源坐标的方法,可使天线馈源的海拔高度测量精度达到10 m以内.使用这种方法对北京市气象局S波段新一代天气雷达天线馈源坐标进行了实地测量,精度达到设计要求.     

相控阵雷达扫描方式对回波强度测量的影响

有源数字阵列雷达的波束设计非常灵活,可变的波束宽度和多波束模式不仅可以满足不同任务的观测需求,还可有效节约扫描时间,但阵列天线参数随波位改变的特性对相控阵天气雷达回波强度的精确定标提出了挑战。2013年4—6月,中国气象科学研究院与安徽四创电子股份有限公司联合研发的X波段一维有源相控阵天气雷达 (X-PAR) 进行了装配后的首次测试观测。对比该雷达与相同位置的C波段双线偏振雷达 (C-POL) 观测资料发现,X-PAR不同宽度的扫描波束均能取得较合理的观测资料。但由于各模式的雷达方程及其标定方法不尽相同,并受到阵列天线照射体积、展宽波束和发射增益的影响,造成X-PAR回波强度存在一定的测量偏差。结合天线参数分析和实际数据统计将测量偏差订正至±1 dB内,为雷达的进一步调试和改进提供了依据。     

地基GPS水汽总量在人工增雨中的应用

利用成都市地基GPS综合应用网的观测数据,反演出大气水汽总量,并结合多普勒天气雷达探测的垂直积分液态水含量(VIL),分析了这两种新型大气水汽探测资料在人工影响天气作业中的变化特征,初步得出了GPS大气水汽总量(GPS PWV)与人影作业前后降雨量的关系。研究表明:GPS PWV与人工增雨过程有较好的对应关系,人影作业后1～3h伴随小时雨量的增大GPS PWV有下降,体现了催化剂将空中部分冰面过饱和水汽凝华核化转化为降水过程。GPS反演的水汽资料结合新一代多普勒天气雷达探测的液态水资料在指导人工影响天气作业和短临天气预报方面具有良好的应用前景。     

天气雷达径向噪声估算及性能测试

雷达天线从外部各种资源中截获热辐射,噪声会随着时间以及天线的不同仰角和方位角位置而变化。传统的天气雷达噪声功率估计方法不能解释噪声在方位上的变化。本文介绍了天气雷达噪声功率估计的研究现状及基于径向的噪声功率估计算法(Radial-Based Noise power Estimation,RBNE),通过仿真实验详细描述了RBNE算法的基本步骤,并利用S波段天气雷达的实测数据对RBNE算法的性能进行了测试。结果表明RBNE算法可以实时地在每个天线位置相对较为准确地估计噪声功率,有利于消除某些类型的径向干扰,有助于提高天气雷达的数据质量。     

椭球雨滴群旋转轴取向对双线偏振多普勒雷达参量影响的计算分析

以椭球粒子的电磁波散射理论为基础, 主要研究椭球雨滴群旋转轴在空间的取向特征, 建立粒子旋转轴空间取向与风场、 雷达天线仰角间的关系。在考虑粒子传输效应的情况下, 分析了旋转轴取向对双线偏振雷达探测参数ZDR和LDR的影响, 为提高双线偏振多普勒天气雷达观测资料的精度提供了理论依据。     

宜春地区三类典型天气的风廓线雷达产品特征分析

选取江西省宜春市晴空、弱降水、强降水三类天气过程个例,结合天气形势、雷达回波、气象要素等资料,对比分析了风廓线雷达产品特征。结果表明：（1）在晴空天气背景下,风廓线雷达探测高度低,水平风速小,垂直风速正负值交替出现,大气折射率结构常数（Cn2）值最小。（2）在稳定性弱降水天气背景下,大气呈稳定状态,风廓线雷达探测高度随降水的产生而逐渐抬升,高低层有明显的风速切变,850 hPa赣南至赣东北有西南急流穿过,赣北有切变线存在,利于降水产生,垂直风速因降水影响出现朝向雷达正速度,Cn2值比晴空时大。（3）在具有产生强对流天气背景下,大气中对流强烈,风廓线雷达的水平风速增大,西南急流深厚且不断下沉,850-700 hPa有强烈的垂直切变,动力条件和水汽条件利于强降水产生,垂直风速表现为更大的朝向雷达正速度,Cn2值比弱降水时的大。