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。     

风廓线雷达与L波段雷达探空测风对比分析

为了解风廓线雷达探测的准确性,对北京南郊大气探测试验基地2006-2008年3年的观测资料与常规高空探测资料即L波段雷达探空测风数据进行了对比,计算并分析了不同高度、不同时次、不同风速条件下的对比结果,进行了相关性分析,计算了平均差和标准差。结果表明,二者测风结果有较好的一致性,半小时平均水平风u、v分量的标准差在2.3m/s左右,为风廓线雷达和L波段雷达探空共同的测量误差及不同采样空间和时间的水平风的差异。     

L波段测风雷达的选址、天线架设及标定

介绍了L波段气象测风雷达场地选址时对遮挡角的要求、对天线底座的要求、天线与值班室距离,天线装置系统架设的技术要求,通电前的检查及雷达的标定.     

L波段探空雷达常见故障分析和检修方法

总结了在实际工作中对L波段雷达常见故障的维修方法和技巧,以及在灾害性、恶劣性天气过程等条件下雷达的维护保养方法。     

L波段探空雷达维护维修技巧

通过对武都气象观测站L波段探空雷达维护维修记录整理、归纳、分析,从中提炼出L波段探空雷达故障排查顺序和维护维修技巧,缩短维修时间,提高维修效率,供雷达机务工作者参考。     

L波段雷达标定及误差分析

针对标定中可能出现的误差进行分析,并介绍三轴一致性调整的两种简捷方法     

L波段雷达探空异常记录的分析与处理

L波段雷达探空资料的获取,是通过对自由大气各气象要素的直接或间接观测。观测期间存在着一些偶然性和不确定性,某些现象例如:仪器变性、气球下沉会导致观测记录的异常。该文通过实例分析,总结出异常探空记录的判别方法和处理技巧;提出了避免异常记录出现的一些预防措施,在实际的应用中获得了较为合理、客观的高空气象资料,为相关部门的研究和应用提供可靠数据。     

L波段探空雷达天馈线分系统常见故障分析

1 引言高空气象探测是现代气象综合观测体系的重要组成部分,对天气预报、气候变化研究以及气候资源开发至关重要。吉林省延吉探空站L波段高空探测雷达已经投入业务运行两年多,长春、临江站也即将采用L波段探空雷达。L波段高空探测雷达-GTS1型数字式探空仪是新一代探空系统。它具有自动化程度高、体积小、安装方便等特点,可以综合观测地面至30km高空风向、风速、温度、气压、湿度等气象要素,是中国气象局统一布网的新型探空雷达。本文结合延吉探空站L波段雷达出现的故障,阐述了故障原因和排除办法。     

L波段(1型)雷达与GTC1型L波段探空应急接收机对接技术

L波段（1）型雷达与GTC1型L波段探空应急接受机对接技术解决了L波段探空雷达在使用过程中突然发生故障时,通过启用对接软件自动将基测、瞬间及基数据同步发送至GTC1型L波段探空应急接收机的计算机中,并实现温度、湿度、气压断点与应急接收机的对接,避免重放球、缺测的发生。     

L波段探空雷达跟踪异常成因及应对措施

GFE(L)l型高空气象探测雷达具有较高的精度和自动化程度.通过对探测工作过程中雷达对探空仪跟踪异常现象甚至造成重放球事件的总结分析,归纳出各类跟踪异常现象的成因及其应对措施,为更好地完成高空气象探测工作起到积极的意义,有利于提高高空探测业务质量.     

GFE(L)1型二次测风雷达位势米和几何米偏差分析

GFE（L）1型二次测风雷达探空观测过程中,有时监控界面显示区位势米（气高）和几何米（高度）之间差值会偏大,甚至达4000～5000 m,远远超出正常范围,记录明显异常,经常导致观察员处理记录困难。该文针对造成偏差的各种主要可能原因及相关原理进行了比较详细的分析,对各种原因可能产生的误差范围进行了测算和归类,提供了不同情况下出现记录大偏差时的分析思路和重点考虑方向,并对偏差明显的记录提出了一些符合规范要求的处理方法,供相关工作人员和研究人员参考。     

二次测风雷达远程探测能力考核方法

介绍了一种考核二次测风雷达系统远程探测能力的方法。它采用异地施放探空仪，由GPS和经纬仪获取引导数据，经计算处理后引导雷达捕获跟踪探空仪，从而完成对二次测风雷达系统远程探测能力的考核。     

CFL-06型风廓线雷达与L波段探空雷达测风对比分析

为探讨风廓线雷达资料的准确性和可用性,将2016年5月2017年4月张家口的风廓线雷达与L波段探空雷达测风资料进行对比分析。结果表明:1)张家口站大多高度层二者风速呈显著正相关,00:00的相关性优于12:00的,8km以上未通过显著性检验。2)4.11km以下风廓线雷达较L波段探空雷达水平风速偏大,平均误差为0.00~1.50m/s;4.11km以上风廓线雷达较L波段探空雷达水平风速偏小,平均误差为0.00~22.13m/s,并随高度的增加而增大。3)水平风速有效样本率(风速差≤3m/s)整体随高度增加呈先增大后减小的趋势,中低层(1.23~3.63km)的有效样本率较高,为60.0%~70.0%。4)2.196.03km各高度层水平风向的有效样本率(风向差≤20°)较大,稳定在70%~80%,有降水时风向有效样本率随高度的增高而增大,且各高度层波动较大。两个时次风向有效样本多集中在风向差为10°的范围内,28km各高度层有效样本率(风向差≤10°)可达到40%~60%。     

CFL 03型风廓线雷达自动标校方法研究

风廓线雷达已经广泛应用于国民经济的许多领域,现在对于其应用已不仅仅局限于风场资料,对回波强度、信噪比、速度谱宽等信息的使用也越来越多。因此,对其开展标校工作就显得非常重要。以CFL-03型风廓线雷达为例,介绍了一种风廓线雷达的自动标校技术,从技术方案设计到信号流程、系统硬件组成,以及对其实现方法进行了研究,并用机外仪器对设备进行了测试,将测试结果和自动标校结果进行了对比,对比结果证明该自动标校系统的精度达到了设计目的,能够满足雷达业务运行要求。     

风廓线雷达回波信号强度定标方法

风廓线雷达返回信号功率定标通常通过返回信号信噪比和系统噪声功率的估算得到。该方法存在着噪声电平的确定、外部噪声等不确定性因素,影响了定标的精度。采用信号源分别对接收机和信号处理器进行定量测试,进而对雷达系统进行定标,是另一种可行的办法,该文利用这种方法对CFL-03风廓线雷达进行了定标,并利用该雷达在东莞2009年7月和8月探测资料与广州S波段天气雷达和地面雨量计资料进行比较。结果表明:用该定标方法得到的回波强度与天气雷达回波强度和地面雨量计资料估算的回波强度基本一致,平均标准差在1 dB左右,表明这种定标方法是可行的。     

风廓线雷达回波强度和速度标定问题研究

文章讨论了风廓线雷达标定系统中的两个问题。首先,在风廓线雷达回波强度标定原理的基础上,依据雷达气象方程,分析了发射功率变化和接收机增益变化对回波强度测量精度的影响,提出了通过实时测量每个脉冲重复周期内发射采样脉冲功率和回波功率在数字中频接收机的输出值,改善回波强度测量精度的方法。其次,在风廓线雷达速度标定原理的基础上,分析了速度标定中因I/Q信号的幅度、相位不平衡造成的镜像谱分量,提出了一种基于信号时域统计特性的订正方法,并利用I/Q信号数学模型进行了仿真实验,结果表明,该方法可以有效抑制I/Q信号幅相不平衡产生的镜像谱分量。     

X波段一维扫描有源相控阵天气雷达测试定标方法

该文根据有源相控阵天气雷达的体制特点,参考多普勒天气雷达测试定标方法,提出了一维扫描有源相控阵天气雷达的测试和定标方法,将测试重点放在天馈系统、T/R组件、脉冲压缩、动态范围的测试和定标上,以解决不同观测模式、不同波位的天线增益等参数变化引起的回波强度测量误差问题。测试结果表明:天馈系统在不同观测模式下的天线参数随仰角的变化情况、波束指向的准确度、T/R组件的动态范围等均符合设计要求,回波强度和径向速度定标精度较高。雷达经过测试和定标后,于2014年5—8月分别在安徽定远和四川甘孜进行外场试验,并与附近多普勒天气雷达 (SA) 和C波段双线偏振雷达观测数据进行对比,结果表明:回波强度误差在合理范围内,精细测量、警戒搜索、快速观测3种模式观测的强回波的水平和垂直位置、结构和系统误差均比较一致,数据可靠。     

风廓线雷达与多普勒天气雷达风矢产品对比及相关分析

利用成都地区2010年8月和北京沙河地区2011年7—8月风廓线雷达以及多普勒天气雷达的风廓线探测资料,结合对应时段的天气现象相关记录,通过对比分析得到以下结论:①弱降水条件下,在300~2100m高度内,风廓线雷达与多普勒天气雷达探测具有很好的相关性,风向相关系数平均值为0.596,风速相关系数平均值为0.736,在做预报时两者可以同时应用,互为补充;②强降水天气条件下,风廓线雷达与多普勒天气雷达探测的风向、风速变化趋势基本一致,特别是在300~2100m之间各个高度上风向、风速相关性较好,风向相关系数平均值为0.573,风速相关系数为0.508,且风廓线雷达比多普勒天气雷达探测到的各层风向、风速变化更为详细、直观;③阴天条件下风廓线雷达与多普勒天气雷达的风向、风速相关性低层比高层好;④晴天条件下,风廓线雷达更适合用于预报和监测天气。     

基于功率谱的风廓线雷达回波强度定标方法

风廓线雷达已在我国得到大范围的业务布网应用,现有业务产品主要为风场信息。为了充分发挥风廓线雷达的作用,获取更多的天气过程信息,该文提出仅使用风廓线雷达返回信号功率谱进行数据定标（DCNP）的方法。使用雷达系统噪声功率对返回信号功率谱单位幅度进行标校计算,基于标校后的雷达探测功率谱分布数据计算回波强度功率谱密度分布、回波强度、大气折射率结构常数。利用2017年北京风廓线雷达、2016年南京风廓线雷达和2018年梅州风廓线雷达观测数据,对我国业务运行的3种主要型号风廓线雷达进行算法评估试验。定标方法的计算结果稳定,风廓线雷达不同探测模式之间的一致性较好。使用每个测站定标结果与相邻天气雷达数据进行比较,风廓线雷达回波强度定标结果与天气雷达也有较好的一致性。DCNP方法与基于信噪比（SNR）的强度计算方法进行比较,与SNR方法相比,DCNP方法定标结果更加稳定可靠。     

自动气象站风向测量系统现场校准方法改进的探讨

研究了一种现场校准自动气象站风向测量系统的方法,即静态三点测量法。目的在于解决目前对风向示值校准角度覆盖不全,即风向校准区间缺测问题。根据格雷码盘式风向传感器的风向值对应码的编码原理和规律,采用理论分析和实验对比的方式论证该校准方法有效性和可靠性。在对风向测量系统的现场校准中,该方法能够很好的解决现场风向校准的区间缺测问题,并且校准数据准确可靠,在现场实际运用中切实可行。对于现行的室内检定风向示值,也建议采用该方法。