GPS在高空气象探测中的应用

全球卫星定位系统(简称GPS),是美国国防部90年代部署的新导航系统.GPS利用1575MHz及1226MHz载波发送定位码信号,只要接收处理任何4颗卫星信号就可以确定接收机在空间的位置.它的定位精度可达10 m,测风精度可达0.1～0.25 m/s.GPS测风系统除有高精度外,还具有地面设备简单、自动化程度高、操作方便、故障低、耗电极少等优点.     

北斗探空系统研发及其测风性能初步分析

高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定位测风等3种测风模式,试验结果表明:北斗探空仪采用混合定位测速方式测风与GPS标准探空仪相比, 北向速度标准差为0.05 m·s-1,平均偏差为-0.05 m·s-1; 东向速度标准偏差为0.03 m·s-1, 平均偏差为-0.01 m·s-1; 高度标准偏差为6.88 m,平均偏差为7.48 m。北斗探空仪测风性能与GPS探空仪相当。     

L波段测风雷达-电子探空仪系统简介

1　高空探测业务现状新中国成立以来,我国高空探测系统获得了长足发展,业务应用的探空仪从苏式49型探空仪等比较杂乱的型号,发展到我国1958年开始自行研制、生产的59型探空仪和80年代的电子探空仪;地面接收测风系统从短波收报机、光学经纬仪、200ＭＨＺ无线电经纬仪迅速发展到60年代初期的400ＭＨＺ701型二次测风雷达,并建成120个站的业务探测网,成为全球探空站密度最高的国家之一。随着科学技术和气象事业的发展,59—701高空探测系统已不能满足当前业务发展的需求。主要表现在:(1)技术体制落后。59型探空仪是机械式仪器,探测灵敏度低、辐射…     

多功能高精度GPS探空仪系统

该项目目标是研制具有国际先进水平的无线电数字探空仪系统，为天气气候分析预报提供更加准确的高空观测资料。多功能高精度GPS探空仪系统由GPS信号接收处理模块、电子探空仪、地面跟踪接收设备和系统资料接收处理软件4部分组成。为实现研制目标，开发研制工作细化为以下内容。     

北京城市复杂下垫面条件下三种边界层测风资料对比

利用2016年8月28日至9月2日北京市朝阳区气象观测站激光测风雷达、风廓线雷达和GPS探空仪同步观测数据,对比分析三种测风仪在城市复杂下垫面条件下边界层不同高度处的测风性能。结果表明:(1)激光测风雷达与GPS探空仪测风结果具有较好一致性,风速、风向的相关系数分别为0. 66～0. 96、0. 71～0. 98,其中风速平均绝对误差小于2 m·s-1,风向误差在20°之内。(2)风廓线雷达资料的精度相对较差,与GPS探空仪的风速、风向相关系数分别为0. 66～0. 91、0. 55～0. 86,误差随高度呈现先减后增的垂直分布特征。其中,400～1000 m高度范围两种资料的吻合度最高,相关系数在0. 80以上,为仪器最佳测量范围;此外,风廓线雷达的风速整体高于GPS探空仪,两者最大偏差可达4 m·s-1左右,风向平均误差最大可达30°。(3) GPS探空仪的工作方式及测量结果也存在不足,一是观测频次较低,难以详细、精准地描述边界层风场结构的变化过程;二是当存在垂直风切变时,探测初期具有明显滞后性,由当前状态转变为真实的风场示踪物需要一定时间。     

一种新的GPS无线电探空测风系统

一种新的ＧＰＳ无线电探空测风系统ＤａｖｉｄＢ．Ｃａｌｌ（美国大气仪器研究公司）１引言ＧＰＳ－７００是一种新的无线电探空测风系统，用来测量大气压力、温度、湿度（ＭＥＴ资料）及风向风速。这种ＧＰＳｏｎｄｅ＂（无线电探空仪）用转换后的ＧＰＳ（全球定位系统）...     

导航测风

导航测风是近几年发展起来的一种新的测风体制。在探空仪上附加一个简单的接收机,用来接收远程或超远程无线电导航信号,并将接收到的导航信号调制在探空仪的特高频发射机上,连同探空信息一起传送至探空站。在探空站上,根据陆续收到的导航信号,获知不同时刻探空仪位置的信息,并用以算出风向风速。导航测风方式与雷达跟踪的方式相比,精度大体相同,但天线系统大大简化了,用于行动中的舰船测风,尤为有利。一、基本原理采用导航测风方式时,在探空站上并不需要发射任何信号,也不需要单独建设导航信号     

微型无人驾驶飞机气象探空系统

微型无人驾驶飞机气象探空系统由微型无人驾驶飞机,数字化探空仪和地面接收控制处理系统组成。微型无人驾驶飞机采用ＧＰＳ导航,具有自动导航,、自动驾驶功能,它能在机载自动控制系统控制下完成预定航线的飞行,并实时地浆飞机的飞行轨迹和探测数据传送到地面。     

新型GPS探空仪与业务GTS1 2探空仪对比分析

2012年8月,中国气象局气象探测中心在广东阳江开展自动探空系统新型GPS探空仪比对试验,对比分析其技术改进后的准确性,试验结果表明：温度测量性明显优于GTS1 2型探空仪。湿度测量结果与RS92型探空仪一致性较好,系统误差在15%RH内,标准偏差在12%RH内。气压系统误差全量程在±10 hPa内,标准偏差在08 hPa内。位势高度系统误差在±20 gpm以内,标准偏差在70 gpm内。GPS定位测风性能优于GTS1 2型探空仪配合L波段二次测风雷达测风性能结果。     

59-701微机数据处理系统特殊记录个例的处理

该系统处理探空终止早于测风记录时 ,导致雷达综合测风与雷达单独测风衔接处规定高度的时间错误 ;当测风终止于 4 2 .0～ 4 2 .9ｍｉｎ这一特殊时段时 ,各规定高度的时间全部错误。例如在某次探测中 ,探空终止于 4 2 .1ｍｉｎ(对应气压为 76ｈＰａ ,高度 1810 4ｍ ) ,测风终止于 6 6 .0ｍｉｎ。球炸后打出高表一 13发现距地 30 0ｍ、6 0 0ｍ、90 0ｍ既没有时间 ,也没有风向风速 ,不编测风报文 ,各规定高度的时间见表中ｔ1。现将该时次记录做如下处理 :(1)利用本时次各规定等压面高度和时间内差 ,求出各规定高度的时间见表 1中ｔ0 。表 1　规…     

701雷达接收机调试中自激故障的排除

接收机是７０１雷达的重要组成部分,它的作用是放大４００ＭＨｚ的目标回答信号和音频探空信号。回答信号供测距和测角分机对目标进行定位,探空电码信号供观测人员对空中的压、温、湿气象要素收听或输入计算机进行处理。因此接收机性能的好坏将直接影响探测工作。７０１...     

705雷达探空测风数据处理的程序设计

一、概述 我们从1980年开始进行705雷达探空测风数据处理设备的论证,承担了软件的研制。程序的编制使用Inter 8080的汇编语言,以国产59型探空仪的探空信息作为处理对象,对雷达接收到的探空信     

小经验

GZZ2探空仪地面基测,各地台站把探空仪放在百叶箱内后,不管风雨,酷暑和寒冷,人都在室外听温度、气压、相对湿度的基点讯号.最近浙江省气象局、杭州气象台高空组进行小改进,即在百叶箱内装上一个GPZ5—2测风二次雷达发射器和一个2.4V电     

400M电子探空仪-701C测风雷达高空探测技术的实现

目前我国的高空气象探测设备 ,是由测风雷达和气球携带的探空仪两部分组成。测风雷达测定气球的空间位置 ,探空仪提供大气的温度、气压和湿度数据。全国的 1 2 0个高空站中 ,除郑州、呼和浩特、长春和榆中 4个高空站使用Ｃ波段一次测风雷达外 ,其余的高空站都使用 70 1系列的测风雷达 ,配用 5 9型机械电码式探空仪。自 60年代起 ,全面布设 70 1系列的测风雷达后 ,又研制了多种型号的测风雷达 ,但由于受到技术、环境及其它各种因素的制约 ,加之测风雷达造价昂贵 ,现在仍没有投入业务使用。目前 ,新一代Ｌ波段二次测风雷达处于试运行和小批量…     

信号接收与抗干扰分析处理

目前,高空探测多数是采用无线电码遥测法进行测量。与701雷达配合、工作时回答器受雷达发射的“讯问信号”所触发,立即发射出“回答信号”又为雷达所接收作为回波信号。这种一问一答的工作状态就构成了2次雷达的基本特点,故称为2次雷达。探空仪施放后,约以35～60电码／m的速度连续不断地向地面拍发温、压、湿电码信号,信号接收者用收报机或701雷达接收来自探空仪的信号。信号接收是整个探空工作的关键,它是记录整理的依据,直接关系到探空资料的准确性,所以要求信号接收者认真负责地接收记录每一个电码信号。随着科学技术不断进步,…     

利用GPS定位资料分析L波段雷达测风性能

新研制的GPS探空仪是在我国高空站网上普遍使用的L波段雷达-数字探空仪系统中增加GPS定位模块,高空风数据不但可以通过GPS定位数据计算获得,同时还可以通过L波段雷达单测风方式进行计算,这样使其自身获得了多方面的动态比对试验。通过对23份对比施放记录分析发现:在一般情况下,经过同等的适当滑动平滑后,从L波段雷达和GPS定位两个独立系统得出的高空风廓线基本一致,说明L波段雷达的测风精度基本可以达到GPS测风水平。但在探空仪上升到高空小风速区且远离测站时,雷达测风精度明显较GPS测风精度低,需要对原始数据进行更大范围的平滑。对照分析表明:目前高空站的L波段雷达观测业务还有较大发展潜力。     

基于北斗一号的高空风探测方法研究

我国自2000年建立北斗一号导航系统,2003年开放民用,北斗系统在气象领域的应用广受关注。分析研究北斗一号应用于高空风探测的可行性并进行了试验和验证。利用探空仪实时探测的高精度温、压、湿数据,实时确定探空仪高度,注入北斗定位单元,通过无源定位方式确定探空仪位置,获取计算层风。通过与GPS测风系统进行双施放比对,风速偏差约为0.5m/s,初步满足业务应用要求。     

VAISALA探空技术及中国探空技术的发展

VAISALA公司推出的数字化探空仪RS92标志着VAISALA探空技术有了全新的发展,探空系统和探空仪完全实现数字化.RS92采用了数字技术,在提高测量精度、提高信息传输的抗干扰能力上都将获益.RS92的发射机占用带宽大约是RS80的十分之一.测风采用GPS扩频技术,大幅度提高测风数据获取率.温、压、湿传感器都有明显改进.中国探空技术要加强传感器和探空仪传感器测量手段的发展.     

用全球卫星定位系统（GPS）的无线电探空仪测风

用全球卫星定位系统（ＧＰＳ）的无线电探空仪测风Ｋ．ＫａｉｓｔｉＴ．ＳａａｒｎｉｍｏＶ．Ｋａｒｔｔｕｎｅｎ（芬兰Ｖａｉｓａｌａ公司，高空部）１引言通常的高空测风方法（（Ｏｍｅｇａ，Ｌｏｒａｎ等）的准确度对所有的气象应用是不够的。用现有的导航网也不能覆盖...     

国产GTS1探空仪与VAISALA公司RS92探空仪对比分析

文章从静态指标与动态对比两个方面,对中国国产GTS1探空仪与芬兰Vaisala公司RS92探空仪的综合性能进行对比.对比结果表明,GTS1探空仪温度存在滞后误差,RS92探空仪湿度测量结果明显好于GTS1探空仪,200hPa以上RS92探空仪气压变化低于GTS1探空仪,测风精度方面RS92探空仪高于GTS1探空仪,850hPa以下和150hPa以上GTS1探空仪测风与RS92探空仪存在1m·s-1以内的系统差,RS92探空仪在整体性能上高于GTS1探空仪.