探析风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用

高分辨率卫星资料和新一代天气雷达近年来在冰雹天气监测中的应用较为广泛,但由于存在信息获取不足等局限,风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用价值近年来开始受到业界重视。基于此,本文以安徽省大气探测技术保障中心的相关实践作为研究对象,深入探讨冰雹天气监测中风廓线雷达和地基微波辐射计的具体应用,希望研究内容能够给相关从业人员以启发。     

风廓线雷达风谱的概率分布研究

研究风廓线雷达风谱的概率分布,对估计噪声水平、评价风谱形成算法的性能、提取风廓线回波的信息等等都有重要的作用和意义.目前,接收机噪声的谱的概率分布得到了较好的研究,而风廓线回波的谱的分布却缺少相应的分析,鉴于此,研究了风谱的概率分布.通过对雷达回波做合理的假设,在分析经典风谱形成算法的基础上,提出雷达噪声谱和风廓线回波的谱分别服从X2,分布和非中心X2分布.利用实际的雷达数据和计算机仿真的方法进行的分布的假设检验,说明该理论模型准确有效.     

风廓线雷达风谱的检测概率研究

为了衡量输入信噪比很低时,风谱形成算法对微弱风廊线回波的提取能力,提出了风谱检测概率的概念.通过对经典风谱形成算法的研究,在引入风谱的概率分布的基础上,推导出风谱的检测概率的模型.仿真实验验证了谊模型的有效性.在此基础上,通过对实际雷达回波数据的处理,利用该模型比较了几种风谱形成算法的性能.     

风廓线雷达中频数字系统设计与仿真

研究风廓线雷达系统优化设计问题,由于我国地处东亚季风区,气候条件复杂,因此天气预报误差大.采用传统的跟踪气球的方法,获得高空风信息的时间与空间分辩率低和传统的风廓线雷达模拟接收机结构繁琐且信号处理精度不高.为解决上述问题,提出了一种新的风廓线雷达中频数字系统设计方案,通过对方案进行设计和仿真,验证了方案的可行性,能够满足风廓线雷达实时信号处理的要求,并证明系统具有可靠性高、实时性好、可扩展性和低成本等优点.     

聚类在风廓线雷达数据特征分析中的应用

认识风廓线雷达数据在不同天气条件下的普适性特征对于改善预报服务质量具有重要意义.本文基于数据挖掘中的聚类技术,以天津静海风廓线雷达逐时观测数据为研究对象,构建了风廓线雷达数据特征聚类分析模型,并在此基础上挖掘出了静海风廓线雷达的最大探测高度、最大垂直速度在晴天、多云、降水发生前、降水期间和降水结束后等天气条件下的不同特征,为天气预报服务提供了新参考依据,为风廓线雷达数据特征分析提供了新思路.     

一种正交采样的风廓线雷达数字接收机设计

针对UHF波段风廓线雷达接收机特点,提出并介绍一种高效、高性能的正交采样的数字接收机,通过对正交采样接收机理论分析,介绍了正交采样、IQ分离、半带滤波、CIC滤波等实现方法。最后通过simulink对设计进行建模、仿真。仿真结果表明了基于正交采样技术的数字接收方案的可行性。     

雷达风廓线仪实时信号处理器的实现

为进一步提高风廓线仪信号处理器的测量速度和精度．通过使用高精度的ADC以及高处理能力的1TMS320C6X系列DSP,并结合针对所用硬件的汇编语言与C语言的混合编程技术,提出了一种能够实时处理信号的软硬件解决方法。简述了雷达风廓线仪的测风原理,着重说明了高速实时信号处理器的关键技术以及实现方法。实测结果证实了该方法的可行性和正确性。     

基于微机的风廓线雷达实时信号处理机

实时信号处理机是风廓线雷达组成中一个至关重要设备,其性能指标直接影响到风廓线雷达探测精度、探测距离和时间分辨率等系统指标.本文介绍了一种基于DDC加微型计算机架构的风廓线雷达实时信号处理机设计与实现方案,试验证明其能够完全满足风廓线雷达实时信号处理的要求,而且更加符合软件无线电理想架构,具有较强的可扩展能力.     

风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠沙尘及晴空湍流的探测研究

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年6~8月风廓线雷达探测资料,在前期研究基础上,进一步分析了沙尘天气的雷达回波强度以及沙漠夏季晴空湍流发展演变特征。研究表明:①在具有一定湍流脉动和大气湿度的前提下,风廓线雷达可以在沙尘天气进行有效探测,浮尘、扬沙、沙尘暴天气现象在雷达回波强度时间-高度图上有清晰的印记和表现,浮尘、扬沙、沙尘暴发生时间段与回波强度大值区对应一致,从回波强度图上可以大致识别沙尘输送高度,沙尘天气的雷达等效回波强度约在-18~10 dBZe范围变化;②塔克拉玛干沙漠夏季典型晴空湍流旺盛区域发展高度可达到3 500~4 000 m,湍流平均以0.13~0.16 m/s的上升速度向高空发展,下午15:00以后,湍流强度最大区域不在近地边界层,而在大气边界层顶附近;C²n时间-高度变化在一定程度上反映了大气边界层的演变特征,沙漠夏季晴天边界层高度有可能达到3 500~4 000 m。     

新一代天气雷达原始资料数据库设计

随着我国新一代天气雷达布网工作的展开,将逐步积累起大量的天气雷达原始资料。为充分高效的利用这些可能达到海量存储量级的资料开发一个适应气象部门特殊需要的雷达资料数据库是一项极有意义的工作。本文利用VisualFoxPro6.0设计的新一代天气雷达原始资料数据库,除具有一般数据库的基本功能外,还可以将不同厂家生产的不同类型的雷达数据入库,同时针对不同的天气类型进行分类资料查询,为气象科研工作者提供方便。     

天气雷达资料实时并行处理方法

利用共享存储多处理器的集群环境,研究高频度实时多部天气雷达资料处理的并行计算方法,根据单部天气雷达的计算特点和多部雷达混合处理的方法,提出一种粗粒度消息传递接口分布式内存和细粒度OpenMP共享内存混合编程的2级并行方法。实验结果表明,该方法使系统资料处理速度得到较大提高。     

对称三角线性调频连续波雷达应用于风速探测

提出将对称三角线性调频连续波雷达应用于风速探测中,首先分析了对称三角线性调频连续波雷达信号波形,阐述了雷达测距测速原理,针对单个散射点和多个散射点的情况进行了仿真测试。结果表明能够从对称三角线性调频连续波雷达回波信号中获取风速信息,其探测范围为3 km,测速精度为0.1 m/s,具有较高的实用价值和广阔的应用前景。     

基于粒子系统的天气雷达资料三维显示

传统天气雷达资料为二维图像显示,随着科技的发展与应用的需求,三维显示成为必然。本文研究了一般粒子系统,并根据天气雷达资料特点,建立了适合天气雷达资料特点的粒子系统;在给出三维显示结果图的同时,对粒子绘制与面绘制进行了比较,结果表明粒子绘制能很好的显示雷达资料的三维信息,且在速度方面有一定的提高。     

新一代天气雷达发射机故障诊断分析

我省的新一代天气雷达在多年的运行过程中出现了各种不同类型的故障,有些严重故障直接导致雷达停机,影响了气象预报服务.本文介绍和总结了该雷达发射机部分出现的一些主要故障,这些故障都集中在雷达射频驱动器、聚焦线圈电源、触发器、调制器、后充电调整器等组件上.通过对这些组件的功能和工作原理的分析,详细介绍发射机故障诊断分析的关键技术.     

偏振分集天气雷达研究新进展

偏振分集天气雷达能提高降雨测量精度,获取云雨区水成物粒子形状、大小、相态以及空间取向等信息,是近年来国际雷达气象界发展起来的重要探测手段。根据国内外最新资料,对偏振分集天气雷达的原理、技术作了概要介绍,为实际应用提供了一定依据。     

基于基数据的西藏地区多普勒天气雷达资料管理与共享系统设计与实现

文章介绍了利用计算机、数据库等技术,面向业务科研需要,建立基于基数据的西藏地区多普勒天气雷达资料管理及共享服务系统的实现方法。     

基于CAN总线的高性能倒车雷达设计

介绍了超声波测距原理，设计了基于飞利浦（PHLIPS）P87C598单片机技术和倒车雷达主控芯片GM3101的高性能倒车雷达，提出了通过CAN总线实现倒车雷达与车体主控制器之间数据传递的方案。通过与车体其他仪表之间的数据共享。结合插值计算，提高了倒车雷达系统的检测精度；单片机通过CAN总线向主控制器发送检测数据，主控制器经过判断可主动启动并完成车体的制动动作。     

自适应谱线增强器在生物雷达中的应用

在探测废墟下存活的人体时,生物雷达很难找到理想的参考信号对采集的信号进行处理。对已有生物雷达信号处理方法性能进行分析,提出了基于误差变化率的变步长LMS自适应谱线增强算法。算法不需要理想的信号作为参考信号,且收敛性能和鲁棒性好、稳态误差小。Matlab仿真分析证明了该算法应用于生物雷达信号处理的有效性。     

新一代多普勒天气雷达网探测数据对比分析系统

我国即将建成由216部多普勒天气雷达组成的观测网,组网雷达数据对比分析是及时发现雷达网故障、为雷达定标提供参考,提高短时临近天气预报准确率的基础。为解决上述问题,研发了雷达组网数据对比分析系统。首先,针对距离衰减和波束展宽对雷达探测数据的影响,提出利用相邻雷达等距离线垂直剖面内的网格数据进行对比分析;然后,为了满足实时计算需求,提出快速等距离线坐标变换算法,算法可节约85%的计算时间;针对雷达数据空间分布特点,提出三维混合插值算法,以便最大限度保留原始数据特征,提高数据对比分析精度。系统可自动处理相邻雷达时间同步数据,统计分析等距离线垂直剖面内的数据,实现组网数据可靠性和一致性的客观评估分析。实验结果表明,软件系统能够满足组网雷达数据客观评估需求。