MIGFA阵风锋识别算法改进与检验

根据南京CINRAD/SA天气雷达探测的江苏沿江地区阵风锋回波特征,对MIGFA(Machine Intelligence Gust Front Algorithm)阵风锋识别算法进行改进:在考虑平滑算法使用和低仰角数据融合的基础上,根据阵风锋回波特征,改进了0.5°反射率阵风锋细线函数模板,设计了较高仰角(1.5°/2.4°)反射率阵风锋细线函数模板,引入1.5°和2.4°双层反射率阵风锋细线函数模板替代原空间差分反射率函数模板。考虑阵风锋特征与距离测站的关系,设计了动态权重函数组合多组得分值,从而有效识别阵风锋回波。在此基础上通过弧度判断和阵风锋回波平坦度测试的方式,进一步降低虚警率。最后利用2009年6月14日南京雷达阵风锋个例进行效果识别,并采用临界成功指数对南京雷达120个阵风锋样本进行效果评估。结果表明:改进的MIGFA法识别效果良好,将临界成功指数从0.39提高至0.60,引入降低虚警率的做法使得虚假警报率从0.34降至0.16。     

强烈雹暴三体散射的多普勒天气雷达分析

该文从干冰球和水球的散射特征出发, 分析了强烈雹暴三体散射的多普勒天气雷达基本反射率因子的形成机制, 讨论了影响三体散射观测的主要因素; 利用连云港CINRAD/SA天气雷达资料, 对2004年6月26日发生在连云港市境内的一次大冰雹过程的三体散射特征进行了详细分析, 并对三体散射在业务上的应用进行了探讨。结果表明:产生三体散射的反射率因子区强度超过60 dBz, 三体散射的反射率因子值小于18 dBz, 长度通常小于14 km; 径向速度整体上为朝向雷达的低值, 谱宽很大, 可达13 m/s以上; 首次观测到三体散射后, 可立即预报有大冰雹将降落到下游地区, 提前量在20 min以上, 这些结果为利用三体散射预报冰雹提供了新的线索。     

CINRAD/SA雷达故障分析

分析连云港站CINRAD／SA天气雷达安装调试及业务运行过程中所出现的故障，通过雷达硬件和软件两方面来剖析各类故障成因，由此提出相应的解决方法和措施。这些方法和措施在雷达维护和保障实际工作中取得了良好的效果，大大减少CINRAD／SA雷达的故障率。     

CINRAD/SA雷达诊断工具的释用

敏视达公司生产的CINRAD／SA多普勒天气雷达系统中，包含一个独立运行的雷达诊断工具软件RDASOT（雷达数据采集系统运行测试Radar Data Acquisition System Operability Test），RDASOT是专用于确定雷达数据采集单元RDA（Radar Data Acquisition）硬件状态及增强维护能力的软件，是帮助雷达保障人员进行故障诊断测试的辅助工具。RDASOT主要运用于诊断测试、标定测试和辅助维护。     

CINRAD/SA雷达中微波器件故障判别

雷达系统中有许多微波器件,在各个通道中起不同的作用,认识这些器件的形态、功能、原理以及故障判别对现场保障人员来说非常重要。文章对CINRAD/SA雷达的接收机保护器、声体波微波延迟线、无源限幅器、波导开关在功能原理以及技术指标和故障表现形式作了较为详细的介绍,目的是为了对系统有更进一步的了解和进行故障判别。     

CINRAD/SA-D雷达差分反射率金属球标定试验

目前我国新一代天气雷达正升级为双偏振体制,CINRAD/SA-D双偏振天气雷达对气象目标差分反射率(Z_(DR))的精确测量是参数标定的重要环节。对徐州双偏振雷达配置VCP-sect扫描模式,采用目标方位±5°的扇扫组合,且关闭地物等所有雷达滤波算法,用无人机分别携带2种标准金属球开展Z_(DR)标定试验。分析试验结果,发现采用40cm金属球,控制无人机与金属球间隔为68m时,Z_(DR)平均值为-0.265dB,最小为-0.125dB,最大为-0.375dB,满足雷达定标Z_(DR)的技术要求。研究结果为业务雷达开展双偏振雷达定标Z_(DR)提供了技术方案。     

雷达强度数据中的阵风锋特征统计和自动识别

利用江苏南京2009-2012年天气雷达数据结合地面自动站风场资料分析江苏沿江地区阵风锋变化特征、阵风锋弧长与移速关系,及其在雷达反射率因子图像中呈现的总体、局部特征,详细分析了三种窄带回波回波带反射率因子分布特征。通过设计反映回波带平坦性的计算方法实现定量分析窄带回波分布异同功能。根据回波带径向波形特征判断径向波形的波宽、波峰个数、波峰阈值和波形双边梯度等特性,实现阵风锋径向波段识别。在对反射率因子图像预处理基础上,结合回波平坦性测试方法和阵风锋径向波形识别算法达到自动识别阵风锋回波的目的。识别效果表明:回波带平均值5 d BZ的独立阵风锋回波识别准确率达87%以上,回波带平均值10 d BZ的混合型阵风锋回波识别准确率达89%以上。对弱阵风锋识别成功率仍较低。     

CINRAD/SA发射机极限改善因子受干扰的成因分析

发射机极限改善因子是新一代天气雷达出厂验收测试的最重要的技术指标之一,它分为发射机输入极限改善因子和输出极限改善因子两项测试内容。参照普来赛西门子雷达公司提供的测试方法,用频谱仪检测信号功率谱密度分布,从中求取信号和相噪的功率谱密度比值(S/N)。然而在出厂验收测试和巡检中,发现不同频率的干扰毛刺出现在信号功率谱密度分布图上,它们可能会影响发射机极限改善因子的测量指标及发射机相位的稳定性等。文章从CINRAD/SA雷达发射机极限改善因子测试信号链路进行分析,查找干扰毛刺的产生原因及检测检修方法,为雷达技术保障人员提供现场维修和维护方面的经验。     

台站级CINRAD/SA雷达数据质量检测技术及应用

新一代天气雷达产品均由雷达基数据直接或通过算法等生成的,可能会出现数据质量问题,因此,利用雷达基数据和雷达主要状态信息,开展数据质量检测,能及时发现雷达回波强度异常值、无回波、奇异回波图等问题。本文对CINRAD/SA雷达运行的性能参数、监控信息、报警信息进行梳理,形成判据及阈值,并对江苏省SA雷达异常回波、基数据进行统计、分析,以解决由于雷达本身原因造成的回波异常,构建台站级雷达数据质量检测的方法,重点对雷达基数据进行数据质量检测,及时发现异常回波、无回波等数据质量问题,通过短信预警,指导台站进行维护维修,从而限制由于雷达自身原因造成的异常回波资料进入预报领域。     

基于NetCDF的国产新型气象雷达基数据通用编码试验

为归一化处理国产新型气象雷达数据存储格式,提高雷达数据共享与交换效率,兼容不同厂家不同型号雷达多样性数据格式的同时保留其内在的差异。基于NetCDF编码原理设计雷达基数据NetCDF存储模型,在Visual C++开发平台支持下,开展国产新型气象雷达格式编码和解码的试验。结果表明:1NetCDF编码方式可作为国产新型气象雷达基数据通用编码方式,在合理地利用不同厂家不同型号雷达数据格式内在差异的同时进行统一编码,有利于进行雷达数据的交换。2NetCDF格式编码雷达基数据,继承以雷达径向信息为基本结构的存放形式,面向存储单元本身(数组),通过编码维数、变量、属性和数据4个子域,构成自描述式的NC文件,用户可借助库函数实现"自动"解码。3NetCDF格式编码前后的雷达数据文件大小差异较小,差异幅度与原始数据文件大小无关。