利用太阳法提高新一代天气雷达探测精度

针对一些型号新一代天气雷达普遍存在太阳法天线波束指向检测成功率低、精度差,而且没有天线波束宽度、雷达接收系统全链路回波强度测量误差检测功能等问题,采取5个方面改进措施:(1)改进算法;(2)改进数据质控方法;(3)改进天线控制方式;(4)改进太阳位置搜索方式;(5)降低天线转速并提高采集分辨率。实际测试评估表明:改进后的太阳法天线波束指向检测明显提高了天线波束指向精度,解决了太阳法天线波束指向检测可靠性差、成功率低的问题;现场太阳法天线波束宽度测量可靠性高,测量精度可以满足回波强度定标要求;雷达接收系统全链路回波强度测量误差检测功能能够发现雷达回波强度定标中无法发现与天馈参数有关的回波强度测量误差偏大问题。     

利用太阳法自动标定L波段探空雷达天线指向

L波段探空雷达方位、仰角的标定通常借助北极星和经纬仪来完成,对其正确性缺乏可靠有效的检验工具,本文利用高精度的太阳位置算法,采用Python语言进行程序设计和封装,根据台站实际经纬度、太阳赤纬角和时差,从理论上计算出太阳实时位置去标定雷达天线指向,并在多个台站进行了测试和偏差分析,其精度为≤0.3°,参考国内新一代天气雷达天线波束指向定标技术指标(≤0.3°),其精度达到相关业务要求。同时,该算法软件还能为探空员日常检查雷达性能,判断雷达有无故障提供更为快捷的手段,确保探空资料的可靠性。     

CINRAD／SC天气雷达系统“太阳法标校”数据修正研究

提出CINRAD／SC天气雷达系统的“太阳法标校”数据中合有比较明显的随机误差分量,建议这类数据不宜直接作为调整天线电轴空间指向读数的依据。通过对CINRAD／SC天气雷达系统“太阳法标校”数据生成步骤的分析结果表明：引起“太阳法标校”数据误差的主要因素是“时间错位”。根据这种“时间错位误差”的产生原理,提出了消除这类误差的方法和步骤,并给出了相应的计算公式。以“时间错位误差”修正后的“太阳法标校”数据作为依据来调整天线电轴指向,将有助于新一代天气雷达系统定向精确度的提高。     

CINRAD/SC天气雷达系统“太阳法标校”数据修正问题研究

提出CINRAD/SC天气雷达系统的“太阳法标校”数据中含有比较明显的随机误差分量,建议这类数据不宜直接作为调整天线电轴空间指向读数的依据。通过对CINRAD/SC天气雷达系统“太阳法标校”数据生成步骤的分析结果表明：引起“太阳法标校”数据误差的主要因素是“时间错位”。根据这种 “时间错位误差”的产生原理,提出了消除这类误差的方法和步骤,并给出了相应的计算公式。以“时间错位误差”修正后的“太阳法标校”数据作为依据来调整天线电轴指向,将有助于新一代天气雷达系统定向精确度的提高。     

中国双偏振天气雷达系统发展综述

回顾了近30年来中国双线偏振天气雷达的研究进展,着重从雷达数据质量控制和雷达偏振参量的测量精度两大方面进行详细叙述。阐述了目前主要通过提高双偏振天气雷达的系统性能,降低系统误差,抑制雷达地物杂波,来提高雷达数据质量和测量精度,而双通道一致性和极化隔离度是双偏振天气雷达系统最主要的性能指标;描述了双偏振天气雷达系统及其产品应用新进展。     

双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法

双线偏振天气雷达天线性能的优劣将直接影响雷达探测能力和气象目标定量测量的精度。双线偏振雷达主要采用交替发射和双发双收两种模式,即水平和垂直线偏振波交替发射同时接收和同时发射同时接收两种形式。本文基于双线偏振天气雷达天线误差对气象目标探测精度影响的研究和分析,提出了双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法,特别对如何在雷达工作现场利用太阳和专用信号源检测评估双线偏振天气雷达天线性能的方法进行了说明。     

CINRAD/SA雷达闪码故障分析和排查方法

天线伺服系统是CINRAD/SA天气雷达的重要组成部分,大部分组件长期处于机械运转中,且线路复杂,是雷达系统中故障率较高的部分,其中,闪码故障发生概率较大。本文对2007—2013年全国CINRAD/SA雷达站收集的68个闪码故障案例进行统计分析,结果表明,电机、旋转变压器、汇流环、轴角编码盒、光纤链路、数字控制单元等环节均有可能导致闪码。结合CINRAD/SA雷达伺服系统天线角码信号流程和关键点的参数特征,对可能导致雷达闪码故障的所有环节逐个进行分析,归纳总结出CINRAD/SA雷达出现此类故障的排查方法,并从收集的案例中选取5个典型个例展开分析。通过统计样本案例的故障归属,提出轴角闪码时检测部件的先后顺序,为各台站快速排除雷达闪码故障提供了思路,对解决其他天线伺服系统故障也有一定的借鉴意义。     

新一代天气雷达空间定位误差的分析与改善

通过对广东省的阳江、广州、河源、深圳等各天气雷达同一时间、同一空间位置的雷达资料分析比较,发现阳江天气雷达的空间位置定位存在明显偏差。在对可能导致雷达空间位置定位误差原因分析的基础上,总结出雷达定位误差大问题诊断方法。利用太阳法检查天线波束指向,调节DCU单元数字板拨码开关,对雷达天线空间定位偏差进行反复调整,直到满足技术指标要求,保证了雷达观测资料的可靠性,对台站级雷达技术保障提供借鉴。     

双发双收双偏振天气雷达差分反射率工程标定方法

分析了利用小雨、太阳、边界层顶的Bragg散射、地物等外界目标对双偏振天气雷达差分反射率(Zdr)进行标定的原理和局限性,介绍了一种可以在线获得发射机、接收机和天线引入的Zdr偏差的工程标定方法,并提出了一种提高Zdr测量精度的方法,即在每个脉冲重复周期,实时测量每个通道的发射功率耦合测试信号和气象目标回波信号在接收机数字中频的输出值,用于补偿发射功率和接收机增益的变化。该文介绍的两种工程标定方法可用于水平通道和垂直通道同时发射同时接收的双偏振天气雷达系统,能够满足在线实时标定的业务运行要求。     

CTL-713C型天气雷达基本组成、工作原理及研究应用

天气雷达是短时和临近预报的主要工具 ,它对防汛、防雹、人控和有偿专项服务起着很大的作用。中国气象局于 2 0 0 1年 3月对内蒙古气象台原有71 3测雨雷达进行了大修改造。新改进的雷达除天线外 ,大部分都进行了更新换代 ,引进了桂林市 72 2厂 CTL系列天气雷达数据处理系统 ,现已投入了业务使用。1　 CTL - 71 3C型天气雷达系统的用途、基本组成和工作原理1 .1　雷达系统的用途CTL - 71 3C型天气雷达系统为固定式 5 cm波段数字化天气雷达系统 ,主要用于探测 40 0 km范围的云体、降水、雷暴、冰雹和台风等气象目标 ,测量其空间位置、强…     

天气雷达定标、测试与故障诊断技术发展与趋势

回顾70年来天气雷达发展历程,对比国内外天气雷达保障技术现状,从天气雷达定标、测试与故障诊断技术发展与趋势阐述国内天气雷达保障技术需求。国内单极化天气雷达定标技术形成了规范化、标准化的操作方法和流程。双通道一致性和极化隔离度是双偏振天气雷达定标技术的重要指标,国外双偏振天气雷达定标技术已经成熟,重点在双偏振天气雷达数据质量控制;国内双偏振天气雷达定标技术在太阳法、小雨法、标校平台(源)法、无人机定标技术等方面不断深入研究,探索相控天气雷达定标技术对加快我国天气雷达系统技术发展和促进业务化应用有重大意义。国外天气雷达测试与故障诊断技术已经向智能化、远程化方向发展。国内天气雷达测试与故障诊断技术早期依赖于人工和经验,目前处于传统技术与智能化诊断技术交替时期。国内研制的天气雷达标准输出控制器系统和天气雷达测试与故障诊断平台使得天气雷达系统测试与故障诊断技术水平跃升到一个新的台阶和高度——集成化、模块化和智能化。依托虚拟仪器和软件算法的智能化诊断技术提高了天气雷达测试与故障诊断的效率、准确性,以及系统的"自适应性"和"智能性"是主要的发展趋势。未来智能化天气雷达技术不断发展,天气雷达系统固态化、智能化水平较高,将对天气雷达的定标、测试和故障诊断技术带来新的挑战。     

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.     

新一代XDR21软件系统

本文介绍了成都信息工程学院新技术研究所研制的新一代X波段数字化天气雷达(XDR21)应用软件系统的基本结构,重点分析了XDR21实时控制系统中基于DSP的角码录取和天线控制,雷达定标及实时在线监控的工作过程,介绍了立体扫描的图象产品.     

新一代XDR21软件系统

本文介绍了成都信息工程学院新技术研究所研制的新一代X波段数字化天气雷达(XDR21)应用软件系统的基本结构，重点分折了XDR21实时控制系统中基于DSP的角码录取和天线控制，雷达定标及实时在线监控的工作过程，介绍了立体扫描的图象产品。     

NEXRAD的技术升级和发展方向

阐述了NEXRAD雷达网产品升级、业务改造和技术更新的内容及现状，介绍了美国天气雷达网和雷达探测技术的可能发展趋势。NEXRAD产品升级的主要内容是建立开放的雷达系统、增加新算法、建立公共业务开发环境，研发不同型雷达的资料融合方法。NEXRAD业务改造主要包括更新雷达的网络设备，建立雷达基数据传输方案，升级和改造雷达系统部件。NEXRAD的未来将向提高探测时空精度和资料的综合应用发展。结合我国天气雷达的状况，就开展我国新一代天气雷达运行保障、资料应用开发和新技术研究试验阐述了几点认识和建议。     

求当天太阳的视赤纬和时差

为了提高天气雷达回波位置的测量精度,每年至少需对雷达天线进行一次电轴标定。到目前为止,利用太阳轨迹法进行电轴标定的精度最高。但是决定太阳轨迹的两个重要参数:当天历书时零时的太阳视赤纬和时差只能在当年的《天文年历》中才能查到,无法用公式直接求出。这给我们每年的电轴标定带来不少困难。就此本文利用文献的修正值之间的相对关系,提出一种新的计算方法来求出当天太阳的视赤纬和时差。其精度足够满足对雷达天线电轴标定的要求。     

双线偏振雷达双通道一致性及测试方法研究

从偏振天气雷达通道一致性的重要性出发,分析了雷达系统本身特性(天线、接收机、旋转铰链和馈线)对双通道一致性的影响。结合目前国内外偏振雷达所能达到的指标,提出了双通道一致性的测试内容和方法,并给出性能指标要求。根据上述方法,获得了北京市气象局C波段双线偏振天气雷达天线和双通道的测试结果,对如何提高双线偏振雷达的性能及评估性能好坏具有一定的参考意义。     

新一代C波段天气雷达系统信号处理参数菜单的使用

1前言 新一代C波段天气雷达投入业务运行一段时间以来,采集了大量实时、有效的数据资料,为预报员准确预测天气提供了有力依据。新一代天气雷达系统界面操作简单、方便,对于每天整点时刻需上传至北京主站供全国雷达组网拼图用文件,只需点击操作界面上自动监测中的三种工作模式（降水1、降水2、警戒）其中任意一种,即可自动采集生成所需数据文件。     

对新一代天气雷达站雷电防护系统设计的探讨

以拟建的清远连州新一代天气雷达系统为研究对象,结合雷达站所处地理、地质、气象、环境等条件和雷电活动规律.从雷达站天线塔楼、雷达天线、雷达机房、电缆及波导管、传输系统、供电系统等方面探讨了天气雷达站的雷电防护措施,为进行综合、全面的新一代天气雷达站的防雷设计提供参考意见.为确保将来雷达站气象业务的正常运转提供防雷安全保障...     

双线偏振雷达标定技术应用

正随着双线偏振雷达技术的成熟和广泛应用,对双偏振量标定方法、精度和稳定性提出了更高的要求。使用双偏振标定技术可以全面检查雷达系统的状态,实时在线校正雷达系统偏差,提高双线偏振雷达数据质量。随着双线偏振天气雷达技术不断成熟和部署,对雷达数据质量和数据稳定性提出了更高的要求。双线偏振雷达较传统的单偏振雷达新增的三个基本物理量分别为水平和垂直线极化幅度差异差分反射率(ZDR)、相位差异差分传播相移(φDP)和两通道