新一代天气雷达资料下载与共享
第32卷,第9期 气象Vol 132No 19
2006年9月 M ETEOROLO GICAL MON T HL Y
September ,2006
新一代天气雷达资料下载与共享
李 凯 罗慧敏 顾 谦
(山东省气象局,济南 250031)
提 要:就山东省气象局自行开发的主站宽带雷达资料下行传输程序做了详细的介
绍,并给出了下载程序源代码。对省级雷达资料应用服务器的组建做了简单的介绍。
关键词:宽带 雷达资料 linux paste F TP mls 下载
收稿日期:2005年9月30日; 修定稿日期:2006年6月14日
引 言
2005年,随着《全国气象雷达资料传
输系统》(以下简称宽带传输系统)在全国各省级安装运行,山东省作为宽带传输系统建设的一期工程,至2005年5月底,该系统在5个雷达站已经全部安装完毕,并在6月1日开始上传雷达资料。到年底,全国七十多个雷达站的资料将全部上传国家气象信息中心。怎样利用这些雷达资料来组建省级雷达应用服务器,让多普勒雷达资料及时为气象预报提供服务,是急需解决的问题。雷达应用服务器组建的主要内容是资料的来源,由于雷达资料数据量非常大,国家气象信息中心不负责资料的广播,为此,开发出一套基于Linux 平台的,适合省级系统的宽带雷达资料下载系统。各省可根据自己的需要,从主站下载有关台站的雷达资料,组建省级雷达资料应用服务器,供全省共享。下
面,将简要介绍雷达应用服务器的组建,并
详细介绍这套基于Linux 平台的宽带雷达资料下载系统。1 雷达应用服务器
按主站要求,各省宽带网传输系统结构如图1所示。由图1可见,各雷达站的资料都是通过省级通信节点机上传国家气象信息中心服务器。为了实现全国新一代天气雷达资料为各级气象部门所共享,各省需要从国家气象信息中心服务器下载其它省雷达站的资料,结合本省雷达站的资料来组建省级雷达应用服务器。目前,各省级只有省级通信节点机可以访问该服务器,而且,各省所有雷达站上传资料在省级通信节点机的/qxda 2ta/radar 目录下都有留底,所以,选择在省级通信节点机上开发下载软件,下载资料的本地存放目录也为/qxdata/radar ;并充分利用省级通信节点机的“局域网分发”功
能,将/qxdata/radar 下所有的资料分发到局域网雷达应用服务器目录。由于转发到雷
达应用服务器上的雷达资料文件是按通信传输规则命名的,这些资料不能直接应用,需要利用PU PD 和PU P 软件来实现文件名的格式转换和产品目录的分发。所以,在雷达应用服务器上必须安装PU PD 和PU P 软件,完成雷达应用服务器的建设,最终实现雷达资料的全省共享
。
图1 宽带网传输系统结构示意
2 雷达资料下载系统
211 雷达资料下载软件系统的设计思路
宽带网省级通信节点机是个基于linux 操作系统的双机热备系统,选用linux 环境下的shell 脚本语言来编写程序。根据国家气象信息中心服务器上雷达资料的存放结构
(/radar/年月日/雷达区站号/产品与基数据)和其数据量较大的特点,本系统将不采用常规的定制节目表的方式。在ftp 的命令中有个mls 子命令,它可以列出远程目录文件列表写入本地一文件名中。利用这一功能,可以在两个不同的时间,获得两个文件列表(可能不同),比较这两个文件列表的
差,就是第一个时间到第二个时间之间需要下载的资料列表。而在linux 操作系统下,对两个同类型文件进行列比较,有个很好的应用程序paste ,(到目前为止,很少见到对paste 的应用)它有许多运行方式,它可以按列比较两个文件,并输出比较的差列。这些都为我们的编程提供了方便。212 雷达资料下载系统数据流程图
由于主站雷达资料的存放目录为/ra 2dar/年月日/雷达区站号,其中“年月日”是个可变参数。下载系统设定在每日的00:10时间内更新该参数,也就是说在每日的00:10后,程序将从新的目录中获取当日的雷达资料。
程序流程图见图2。
图2 资料下载系统数据流程
213 雷达资料下载系统的功能与特点
该系统是运行在省级通信节点机上。根
据定时作业的设定,它可以每隔5分钟(或更短)从国家气象信息中心服务器下载某雷达站的最新资料(包括产品或基数据)存入本地/qxdata/radar 目录。资料的时效可以保证在10分钟左右,也就是说,在某雷达站上传的资料,大概10分钟左右后就可以
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下载到本地的雷达应用服务器。对于获取不同雷达站的资料,只需修改软件中的IP地址就可以实现。在省级通信节点机上,可以运行该下载软件的多个程序实例,也就是说可以获取多个雷达站的资料,具体需要,根据每个省的情况而定。
214 雷达资料下载系统运行环境配置(A、B机都做)
(1)程序运行:为了利用宽带传输系统的一些维护功能,程序安装在ccccmos帐户下。在＄HOM E下创建work目录,程序放置在＄HOM E/work目录下,修改执行属性,再将下面一行添加在ccccmos的定时作业中即可:
3/53333＄HOM E/work/ge2 tradar>/dev/null2>&1&
(2)与系统F TP服务绑定:为了保障在机器重新启动时或服务切换到另一台机器时,做到该程序的自动切换和运行,也将该定时作业添加在＄HOM E/bin/com2 cron1dat。
(3)日志维护:＄HOM E/work/log目录的维护可以与宽带传输系统绑定,在＄HOM E/bin/comarch1sh文件中添加下面内容即可:
if[-e/home/ccccmo s/work/log] #cccc为省cccc码
t hen
cd/home/ccccmos/work/log
find/ho me/ccccmo s/work/log-type f-mtime+＄DA TA_DA YS-exec rm-f{} \;
fi
(4)局域网分发:为了将这些下载资料从/qxdata/radar目录转发到局域网雷达应用服务器,需要编辑省级通信节点机的局域网分发配置文件＄HOM E/cf g/localser2vice1cfg。配置的内容根据自己局域网服务器的F TP的设置而定。下面是山东省的配置实例:
[LocalService]
160
#IP11为局域网雷达应用服务器的IP地址、用户名、口令
product/qxdata/radar IP用户名口令60001
[product]
#Max number of files per sned
600001/radar
#file send sequentially and t rans type(0binary default,1ascii) Z_3_P_30311
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3 雷达资料下载系统程序代码
全部采用Linux 下的Shell 脚本编程。程序只包含一个执行程序get radar 。为了大
家读起来清晰,代码中增加了#号打头的汉
字说明。
get radar 程序完全代码:
CC =Z9xxx #被获取资料的雷达站号,大写U SER =xxxx #远程ftp 用户及口令,需修改PASSWD =xxxxxx IP =″1011141162001″y =′date +%Y ′m =′date +%m ′d =′date +%d ′h =′date +%H ′M =′date +%M ′t =＄y ＄m ＄d
remotedir =/radar/＄y ＄m ＄d/＄CC workdir =＄HOM E/work tempdir =＄HOM E/work/＄CC logdir =＄HOM E/work/log
#如果＄HOM E/work/CC 目录不存在则创建该临时目录if [!-d ＄HOM E/work/CC ]t hen
mkdir ＄HOM E/work/CC fi
#为取远程目录文件列表生成ftp 脚本get if [＄h =″00″-a ＄M -lt 10]
t hen rm ＄temp dir/get fi
#如果是第一次运行或每天的00点10分钟以前,重新生成get 文件if [!-e ＄tempdir/get ] t hen
echo ″user bejn bejn614″>＄tempdir/get echo ″bin ″>>＄temp dir/get echo ″pass ″>>＄temp dir/get echo
″cd ″＄remotedir >>＄tempdir/get
echo ″lcd ″＄HOM E/work/＄CC >>＄temp dir/get echo ″mls Z 3_P_3temp ″>>＄tempdir/get
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echo″bye″>>＄tempdir/get
echo″″>>＄temp dir/get
fi
#获取远程列表文件temp
ftp-niv＄IP<＄tempdir/get1>>＄logdir/＄CC-file＄y＄m＄d1log2>&1
##如果是第一次运行,生成上一次列表文件temp1
if[!-e＄tempdir/temp1]
t hen
cat/dev/null>＄tempdir/temp1
fi
#使用paste比较temp与temp1,获取差异列表temp-1
paste＄temp dir/temp＄temp dir/temp1>＄temp dir/temp2
cp＄temp dir/temp＄tempdir/temp1
awk′{if(＄1!=＄2){print＄1}}′＄tempdir/temp2>＄temp dir/temp-1
#为下载资料生成F TP脚本文件
if[-s＄temp dir/temp-1]
t hen
awk′{print″get″＄1}′＄tempdir/temp-1>＄tempdir/getfile
echo″user bejn bejn614″>＄tempdir/getf
echo″bin″>>＄temp dir/getf
echo″cd″＄remotedir>>＄temp dir/getf
echo″lcd″/qxdata/radar>>＄tempdir/getf
echo″pass″>>＄tempdir/getf
cat＄temp dir/getfile>>＄tempdir/getf
echo″bye″>>＄temp dir/getf
echo″″>>＄temp dir/getf
#下载资料并写日志
ftp-niv＄IP<＄tempdir/getf1>>＄logdir/＄CC-get＄y＄m＄d1log2>&1 fi
exit0
4 结 语
该雷达资料下载系统已于2005年7月在山东省的宽带业务中应用。根据山东省气象预报与雷达拼图的需要,山东省已开通了天津、徐州、石家庄、阜阳、连云港、盐城等六个雷达站的雷达资料下载,到目前为止,系统运行良好,没有出现任何故障。资料及时情况一般在10分钟内(这些雷达站PU PC软件的上行传输时间间隔应保证在1～2分钟),这些雷达资料已经在山东省的汛期预报工作中发挥了积极的作用。
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第9期 李 凯等:新一代天气雷达资料下载与共享
新一代天气雷达观测规定(第二版)
新一代天气雷达观测规定 (第二版) 综合观测司 二○一八年十二月
第一章总则 第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。 第二章岗位要求与职责 第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。 第五条新一代天气雷达观测人员主要职责: （一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。 （二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。 （四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。 （五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。 (六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。 第三章探测环境与保护 第六条雷达站址环境及相关要求如下： （一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡仰角不应大于1?，孤立遮挡方位角不应大于1?，且总的遮挡方位角不应大于5?，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。 （二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。 （三）建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站上空1千米高度和海拔3千米、6千米高度的等射束高度图，观测环境发生变化时应重新绘制遮挡角分布图、等射束高度图，并上报上级业务主管部门。 （四）应采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准，确定雷达天线馈源的经度、纬度、海拔高度，并作为雷达位臵报上级业务主管部门。经、纬度误差应小于1秒，海
最新1多普勒天气雷达原理与应用
1多普勒天气雷达原 理与应用
第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA ）、雷达产品生成子系统（RPG ）、主用户处理器（PUP ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=> 雷达波长，K 表示与复折射指数有关的系数，C 为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 3 60/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在 一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷 第六部分多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下，雷达气象方程为： 其中Pr表示雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表示水平和垂直波宽，λ表示雷达波长，K表示与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z值与雨强I有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模 1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？ 答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？ 答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测； 四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？ 答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？ 答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。 答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度； 、 ：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离； ：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。 答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答： 定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ= 练习题2 1．业务运行的多普勒天气雷达通常采用体积扫描的方式观测。我国业务运行多普勒雷达通常采用的体描模式（VCP11、VCP21、VCP31）2．多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于：前者可以测量目标物（沿雷达径向速度），从而大大加强了天气雷达对各种天气系统特别是（强对流天气系统）的识别和预警能力。 3．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。 4．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。 5．新一代雷达观测的实时的图像中，提供了丰富的有关（强对流天气）信息。 6．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。7．新一代雷达速度埸中，气流中的小尺度气旋（或反气旋），在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，但中心连线走向则与雷达射线相（垂直）。 8．新一代天气雷达观测采用的是北京时。计时方法采用24小时制，计时精度为秒。 9．速度场（零等值线）的走向不仅表示风向随高度的变化，同时表示雷达有效探测范围内的（冷、暖平流）。 10．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（辐合）、（辐散）和（旋转）等特征。 11．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化 12．气象目标对雷达电磁波的（散射）是雷达探测的基础。 13．气象上云滴、雨滴和冰雹等粒子一般可近似地看作是圆球。当雷达波长确定后，球形粒子的散射情况在很大程度上依赖于粒子直径D 和入射波长λ之比。对于（D远小于λ）情况下的球形粒子散射称为瑞利散射；而（D与λ尺度相当）情况下的球形粒子散射称为（Mie）米散射。 14．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF测（速度）。 15．每秒产生的触发脉冲的数目，称为（脉冲重复频率），用PRF 表示。两个相邻脉冲之间的间隔时间，称为（脉冲重复周期），用PRT表示，它等于脉冲重复频率的（倒）数。 16．降水粒子产生的回波功率与降水粒子集合的反射率因子成（正比）。与取样体积到雷达的距离的平方成（反比）。 17．S波段天气雷达是（10）cm波长的雷达。 18．在天线方向上两个半功率点方向的夹角称为（c波束宽度）。19．在强回波离雷达（较近）时，有可能产生旁瓣造成虚假回波. 20．降水粒子的后向散射截面是随粒子尺度增大而（增大）。 21．0 dBZ、－10dBZ、30dBZ和40dBZ对应的Z值分别为（1）、（0.1）、（1000）、（10000） (mm6/m3)。 22．SA雷达基数据中反射率因子的分辨率为(1km×1°)。 23．写出Z-I关系的表达公式 (b Z ) AI 24．Ze的物理意义是（所有粒子直径的６次方之和）。 25．雷达反射率η是单位体积中，所有降水粒子的（雷达截面之和）。 26．雷达气象方程说明回波功率与距离的（二）次方成反比。 新技术讲座大作业 班级：021211 学号：02121010 姓名：朱潇杰 气象雷达新技术及其应用 摘要：气象雷达近几十年来呈高速发展的态势, 受到世界上大多数国家和包括世界气，象组织在内的气象、水文和相关学科的国，际气象组织的高度重视。特别是多普勒天，气雷达技术的应用,使获取更多的大气运，动状态信息成为可能, 极大地提高了各国，气象和水文部门对极端灾害性天气的监测，和预报能力, 已成为世界各国构建业务雷达网之首选。本文首先阐述了国外发达国家气象雷，达的发展现状,然后分别简要介绍双(多)基，地天气雷达、双线偏振雷达、相控阵天气雷，达、激光天气雷达、风廓线雷达等新型雷达，探测大气的原理及其在气象中的应用。 关键词：气象雷达；民航安全；应用 一、气象雷达发展现状 气象雷达属于雷达领域中的一个重要分支,其发展至今大致经历了从模拟、数字到以美国NEXRAD为代表的新一代气象雷达三个发展阶段,目前已广泛应用于天气预报以及农业、水文、林业、交通、能源、海洋、航空、航天、国防、建筑、旅游、医疗等领域的专业气象服务。随着气象雷达探测技术的改进和应用范围的扩大,气象雷达在民航安全中的应用引起了民航界和相关学术界的广泛重视.现代气象雷达系统除了能监测雷雨等灾害天气外, 还可以对严重影响民航安全的风切变、湍流和鸟类危险目标进行有效探测和预警,为降低进近机场区域 低空风变、飞机尾流和鸟击事件风险做出巨大贡献,对保障飞机飞行的安全性、经济性和舒适性具有重要意义。 二、气象雷达新技术 （一）双线偏振雷达 为了识别降水目标、区分不同的降水类型,人们采用多参数雷达进行天气研究,其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一,它是根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同对降水类型进行识别和分类的。双线偏振天气雷达能交替发射和接收水平和垂直的线偏振波,与常规天气雷达相比,除能测量水平反射率因子ZH外,还可以测量差分反射率ZDR、比差分传播相移KDP、相关系数ρHV(0)、退偏振比LDR等,从而了解降水粒子的形状、相态、粒子谱分布、以及粒子的空间取向等,在提高定量测量降水精度、识别冰雹并确定冰雹的大小、区分冬季降水类型、识别风暴中的闪电活动、确定飞机结冰条件等方面具有广泛的应用。双线偏振天气雷达对云雨时空变化的连续观测,可明显提高对水成物形成的微物理过程的理解,提高降水强度的估测精度,改善雷达测量单点和流域的降水强度和降水总量的效果。（二）双(多)基地雷达 双(多)基地雷达主要针对常见的单基地雷达而言的。单基地雷达一般是收发同址,即接收站和发射站位于同一个地方,而双(多)基地雷达则是收发异址,具有一(多)个发射站和一(多)个接收站,以离散的形式配置。从布置的位置方面来看, 可分为地发/地收,空发/地收,地发/空收等几种形式,多基地雷达还具有一发多收,多发多收等形式。而双(多)基 word 关于印发新一代天气雷达业务质量 考核办法（试行）的通知 各省、自治区、直辖市气象局： 《新一代天气雷达业务质量考核办法（试行）》已经中国气象局审定通过，现印发给你们，自2012年1月1日起实施，请遵照执行。 二○一一年九月二十八日 中国气象局综合观测司 气测函〔2011〕202号 word 新一代天气雷达业务质量考核办法 （试行） 一、目的和要求 开展新一代天气雷达业务质量考核工作的目的：通过对新一代天气雷达台站各项业务工作的考核，进一步规范全国新一代天气雷达基本业务，促进雷达整体业务质量水平的提高。 本办法依据《新一代天气雷达观测规定》、《新一代天气雷达业务管理和运行保障职责》、《综合气象观测系统运行监控业务职责流程（试行）》等规定制定，用于对中国气象局布局的新一代天气雷达台站各项业务工作的考核。 业务质量考核工作坚持实事求是的科学态度，考核工作严禁弄虚作假。 二、考核内容 本办法考核的雷达业务是指以单部新一代天气雷达为单位开展的台站级雷达观测业务和雷达保障业务。其中，台站级雷达观测业务包括：数据采集，产品生成，数据产品传输，观测分析联防，数据产品存储、整编、归档和质量报表编制等内容；台站级雷达保障业务包括：日、周、月维护以及参与年维护、巡检工作情况，故障维修，维护维修信息在综合气象观测系统运行监控平台（以下简称“ASOM”）中的填报，防雷检查，消防检查，雷达备件、仪器、仪表保管及保养等内容。 为反映雷达业务人员个人和雷达台站整体的工作情况，本办 word 法对雷达业务人员个人和雷达台站业务分别进行考核；为反映雷达业务各项工作情况，本办法对考核内容实行分项统计。 三、基数与错情统计 新一代天气雷达业务基数及错情由雷达观测业务和雷达保障业务基数及错情组成。各新一代天气雷达台站应建立雷达业务交接班制度，雷达业务交班人员应统计每日工作基数和错情，接班人员要对上一班的工作基数和错情进行校对，并及时纠正，接班人员未校对出错误，后期审核发现后出错人按实际错情计算，接班人员按实际错情的一半计算。 （一）雷达业务基数统计 ⒈雷达观测业务个人基数统计 （1）数据与产品 雷达观测业务人员值班期间应确保雷达基数据正常采集和存储，确保雷达产品正常生成。 ①数据采集基数 按规定要求，雷达正常采集存储基数据的每小时计0.5个基数；基数据采集存储不满1小时的，该小时内基数据正常采集存储时间大于30分钟的计0.3个基数，小于30分钟的计0.2个基数；未采集存储的不计基数。采集的基数据应及时存储，未存储则不计基数。 ②产品生成基数 按规定要求，雷达正常生成业务要求所有产品的每小时计 国外气象雷达发展动向与趋势 [2005-1-10 9:17:56] 气象雷达是大气监测的重要手段，在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。目，全球设有1000多个天气雷达站，分布在世界各地。气象雷达技术的发展大体分3个阶段，第一阶段为20世纪40年代末到60年代；第二阶段20世纪70年代到80年代；第三阶段从20世纪90年代开始。近20年气象雷达最突出的发展是，气象多普勒雷达在大气遥感探测和研究中的应用，如探测降水云内和晴空大气中水平风场和垂直风场，降水滴谱和大气湍流等。 一、发展动向 1.美国、日本、德国、印度尼西亚等国家参加的国 际赤道观测站计划，旨在对影响气候变化的赤道上空大气进行探测。该计划除在印度尼西亚斯马特拉岛设站外还计划在非洲、南美设站。 2.欧盟为了促进雷达观测资料在各国之间交换，扩大受益面，加强了各国之间的合作。重点研究雷达探测降水和雷达资料国际网络，促进了天气雷达的发展。未来几年欧洲天气雷达仍然以发展C波段多 普勒雷达为主，双PRF技术可能用脉冲压缩技术来代替。 3.美国联邦航空局在纽约已成功地研制成一部风切变告警雷达。该雷达是一部多普勒C波段雷达，可以全自动探测和告警显示机场周围的恶劣天气，防止风切变造成的危害和微爆现象。 4.日本开发了一种直径仅1米的小型雷达，其性能与机场等使用的大型气象雷达相当。这种小型雷达使用了适合在低空进行观测的3000兆赫的电磁波。观测几乎是实时的，时间仅需约1分钟。由于体积 小，能安装在汽车和小型船舶上，可预测1平方公里小范围内的天气现象。 5.美国宇航局的兰利研究中心在宇宙飞船“发现号”上安装激光雷达，进行激光雷达系统从太空观测大气。这一研究将使空间遥感技术进入一个新的时代，有可能找到至今仍使气候模式研究人员感到困 惑的许多问题的答案。观测的数据包括云、对流层和平流层的气溶胶、行星边界层的特征、地面以上625英里平流层的空气密度和温度以及一系列的地面特征。 二、发展趋势 1.尽管近年来电子计算机技术飞跃发展，加快了科技成果向业务转化的速度，但由于技术和经费等方面的原因，在2020年之前各国气象部门采用更新一代的天气雷达投入业务应用的可能性很小。今后20年间，天气雷达技术的发展将集中在以下几个方面： （1）当今大气科学的发展重点是更长时间尺度的气象研究和更短空间尺度的中小尺度气象学研究和应用，多普勒天气雷达是天气雷达发展的方向和趋势。今后将一步发展多普勒天气雷达技术，扩展探测功能。目前，多普勒天气雷达主要用于对与降水伴随的灾害性天气的监测和短时预报，而对于晴空探测、特别是获取晴空风场信息，将是多普勒天气雷达功能扩展的下一个目标。据估算，采用相干累加技术有可能使雷达获取晴空风场的能力提高15—21dB。多普勒天气雷达对下击暴流、微下击暴流有很好的监测能力，但由于这类恶劣天气现象生命史极短，仅一两分钟，最多不超过10分钟，改变现行多普勒天气雷达扫描取样的体制，可行的最简单的是在天线垂直波束上采用相控技术，形成多波束，这样雷达仅做方位角一周的扫描便可以获取低层大气中三维立体的风场数据信息，可以迅速而准确地监测和预警下击暴流或微下击暴流。 （2）快速扫描技术将应用于天气雷达。现有的天气雷达是利用天线扫描的方法完成立体扫描的，一个体积扫描约需要5—10分钟，这对下击暴流等小尺度现象的探测就显得慢了。为此，在水平方向旋 目录 第一章引论 (2) 1.1 新一代天气雷达概述 (2) 1.2 天气雷达的局限性 (2) 第二章多普勒天气雷达原理 (3) 2.1 后向散射截面 (3) 2.2 球形粒子的散射 (3) 2.3 电磁波在大气中的衰减和折射 (3) 2.4 雷达气象方程 (4) 2.5 最大不模糊距离和距离折叠 (5) 2.6 多普勒效应 (5) 2.7 最大不模糊速度和速度模糊 (5) 2.8 谱宽 (5) 2.9 雷达取样技术 (6) 第三章多普勒雷达图识别基础 (6) 3.1 识别反射率基本知识 (7) 3.2 识别速度图的基本知识 (7) 第四章雷达数据质量控制 (11) 4.1 地物杂波抑制 (11) 第五章对流风暴及其雷达回波特征 (12) 5.1 普通风暴单体生命史： (12) 5.2 强风暴的雷达回波特征： (12) 5.3 弱垂直风切变中的强风暴——脉冲风暴的回波特征 (12) 5.4 中等到强垂直风切变环境中多单体风暴的雷达回波特征 (13) 5.5 超级单体 (13) 第六章灾害性对流天气的探测与预警 (15) 6.1 龙卷 (15) 6.2 大冰雹 (16) 6.3 灾害性大风 (16) 6.4 暴洪（短时强降水） (17) 6.5 强对流天气预报和预警的发布 (17) 第七章雷达产品与算法 (18) 7.1 产品概述 (18) 7.2 基本产品 (19) 7.3 一些算法简单的重要导出产品 (20) 7.4 风暴单体识别与跟踪算法及其产品 (24) 7.5 冰雹指数产品及其算法 (24) 7.6 中气旋（M）和龙卷涡旋特征（TVS）算法和产品 (25) 7.7 V AD风廓线算法 (25) 7.8 降水算法及其产品 (26) 参考文献： (29) 第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA ）、雷达产品生成子系统（RPG ）、主用户处理器（PUP ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=> 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 0lg 10Z Z dBZ ?= 360/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化，也称为多普勒频移，其与目标的径向运动速度成正比，与多普勒天气雷达波长成反比。 二、了解多普勒天气雷达测量反射率因子、平均径向速度和速度谱宽的主要技术方法 多普勒雷达利用降水粒子的后向散射与多普勒效应来达到对其探测的目的。通过发射信号与接收信号的延迟来测量距离，通过降水粒子的多普勒频移来测量其速度。 反射率因子：雷达的反射率因子是降水粒子后向散射被雷达天线接收到的回波，为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和，反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多。 新一代天气雷达系统功能规格需求书 （C波段） 中国气象局 二〇一〇年八月 修订说明 为指导和规范新一代天气雷达建设和技术升级工作，统一组网新一代天气雷达技术状态，进一步提高雷达系统运行保障能力，更好地满足气象业务应用和发展需求，根据天气雷达技术发展状况，中国气象局组织对1997年发布的《新一代天气雷达系统功能规格需求书》进行了修订完善。 主要修订了新一代天气雷达系统的部分性能参数，增加了雷达保障和培训方面的内容，同时对雷达的自动在线标定、易维护性、保障维护时效、故障定位诊断、随机文件和仪表、机内状态监控、厂家的保障培训职责等提出了明确要求。 修订工作由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心牵头承担，高玉春、潘新民、黄晓、柴秀梅、陈大任、周红根、高克伟、陈玉宝、蒋小平、徐俊领、雷茂生等同志参加了修订，张培昌、葛润生、张沛源、王顺生、李柏、李建明、苏德斌、李建国、张建云、蒋斌、陈晓辉、陆建兵等专家进行了指导。 目录 1. 前言 2. 新一代天气雷达（C波段）系统总体性能规格需求 3. 雷达子系统功能规格需求 4. 雷达信号处理机功能规格需求 5. 数据处理与显示子系统功能规格需求 6. 雷达输出产品功能规格需求 7. 系统检测、标校功能规格需求 8. 系统与外部通信联接的性能规格需求 9. 保障性需求 10. 培训需求 11. 系统性能评估 1 前言 1.1 《气象事业发展纲要（1991－2020年）》明确指出，“2000年前将大力发展新一代天气雷达，加速多普勒天气雷达软硬件和应用技术的研究，建立新一代天气雷达的业务试验基地；2020年前将进一步加强新一代天气雷达、多参数天气雷达和激光雷达等的研制，发展具有通信功能的气象卫星、新一代天气雷达及其他地基遥测遥感手段，进一步发展、完善中尺度气象监测网和气候监测网”。发展新一代天气雷达，并投入气象业务使用，是气象事业发展的需要。 1.2 《我国新一代天气雷达发展规划（1994－2010）》明确指出，“新一代天气雷达应该是一个能够定量估算回波强度、径向速度、谱宽和降水物相态等信息的全相干系统。主要选用S和C两种波段，选取全相干体制。新一代天气雷达的主要定量探测和测量对象，包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、冻雨、冻结层、融化层等，并具备一定的晴空回波的探测能力”。 1.3按照《新一代天气雷达建设增补站点布局方案》对建立培训、研发和保障体系的要求，根据《气象事业发展纲要(1991－2020年)》、《我国新一代天气雷达发展规划》、《新一代天气雷达建设增补站点布局方案》，对《中国新一代天气雷达(CINRAD)性能要求》进行了修订，它对新一代天气雷达系统基本结构、各子系统的性能等提出了要求。 1.4 为保证新一代天气雷达性能进一步满足气象业务发展的需要，更好地在灾害性天气监测、预警中发挥作用，修订了《新一代天气雷达系统功能规格需求书》。修订后的《新一代天气雷达系统功能规格需求书》分S波段、C波段两种，分别作为S波段和C波段新一代天气雷达系统设计生产、考核、验收的基本依据。 2 新一代天气雷达（C波段）系统总体性能规格需求 2.1 对台风、暴雨、飑线、冰雹、龙卷等灾害性天气的有效监测和预警是新一代天气雷达系统的重要任务。上述灾害性天气的空间尺度分布跨度较大，从台风的 新一代天气雷达观测规定 中国气象局 二○○五年五月 第一章总则 第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理，根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》（2001-2015）、《全国新一代天气雷达发展规划》（1994-2010），并考虑到新一代天气雷达功能及特点，制定本规定。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达，S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等；C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD 和CINRAD/CCJ等。 第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分，新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档，编制各种雷达观测报表，观测环境的保护，雷达参数测量和标校，雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则，适用于新一代天气雷达气象业务观测。 第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。 第六条从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职 责包括： （一）严守工作岗位，严格按照本规定开展观测工作，认真分析雷达回波及其演变，做好重要天气的监测和预警，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性； (二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案； (三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度，检查各种安全设施； （四）负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护； （五）负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修，监视雷达工作状态，发现异常及时处理、报告。 第二章观测环境 第七条雷达站址环境应当符合下列要求： (一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。在雷达主要探测方向上(天气系统的主要来向)的遮挡物对天线的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡角一般不大于1?； (二)雷达天线所在位置以经度、纬度、海拔高度表示，经纬度定位精度应小于3秒，海拨高度测量误差应小于5米； (三)建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站1千 汽笛声变调的启示--多普勒雷达原理 1842年一天，奥地利数学家多普勒路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身 旁驰过，他发现火车由远而近时汽笛声变响，音调变尖（注：应为“汽笛声的音频频率变高”）；而火车由近而远时汽笛声变弱，音调变低（应为“汽笛声的音频频率降低了”）。他对这种现象感到极大兴趣，并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的缘故，称为频移现象。因为这是多普勒首先提出来的，所以称为多普勒效应。 由于缺少实验设备，多普勒当时没有用实验进行验证。几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化，验证了该效应。 为了理解这一现象，需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播过程中表现出的是声波波长缩短，好像波被“压缩”了。因此，在一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好像波被“拉伸”了。因此，汽笛声听起来就显得低沉。 用科学语言来说，就是在一个物体发出一个信号时，当这个物体和接收者之间有相对运动时，虽然物体发出的信号频率固定不变，但接收者所接收到的信号频率相对于物体发出的信号频率出现了差异。多普勒效应也可以用波在介质中传播的衰减理论解释，波在介质中传播，会出现频散现象，随距离增加,高频向低频移动。 多普勒效应不仅适用于声波,它也适用于所有类型的波，包括电磁波。 多普勒效应被发现以后，直到1930年左右，才开始应用于电磁波领域中。常见的一种应用是医生检查就诊人用的“彩超”，就是利用了声波的多普勒效应。简单地说，“彩超”就是高清晰度的黑白Ｂ超再加上彩色多普勒。超声振荡器产生一种高频的等幅超声信号，向人体心血管器官发射，当超声波束遇到运动的脏器和血管时，便产生多普勒效应，反射信号为换能器所接受，根据反射波与发射波的频率差可以求出血流速度，根据反射波的频率是增大还是减小判定血流方向。 20世纪40年代中期，也就是多普勒发现这种现象之后大约100年，人们才将多普勒效应应用于雷达上。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等的雷达。当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差（称为多普勒频率），根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备以及科学研究、业务应用装置。 多普勒天气雷达，是以多普勒效应为基础，当大气中云雨等目标物相对于雷达发射信号波有运动时，通过测定接收到的回波信号与发射信号之间的频率差异就能够解译出所需的信息。它与过去常规天气雷达仅仅接收云雨目标物对雷达发射电磁波的反射回波进了一大步。这种多普勒天气雷达的工作波长一般为5～10厘米，除了能起到常规天气雷达通过回波测定云雨目标物空间位置、强弱分布、垂直结构等作用，它的重大改进在于利用多普勒效应可以测定降水粒子的运 文章编号:1006-4354(2009)01-0040-02 新一代天气雷达资料传输说明及设置技巧 杨辉,姜宗元,朱敏武 (汉中市气象局,陕西汉中723000) 中图分类号:TN957.53 文献标识码:B 1 雷达状态监测资料传输(安装在RDA),传输软件为RDASC.exe(中国气象局下发) 雷达状态监测资料上传到省气象局服务器为综合监控服务器,IP地址172.23.64.20,帐户dqt,口令dqt,路径/other。 传输文件名:雷达状态信息Z R DWRN SRSI C5IIiii yyyyMMddhhmmss.bin 雷达报警文件名Z A DWRN A LM C5 IIiii yyyyMMddhhmmss.bin。 说明:RDASC.exe程序将RDA计算机RA DA R Monitor目录下每6min生成的雷达状态信息文件和雷达报警文件(雷达有故障报警时生成)实时上传至省局服务器。雷达状态信息文件和雷达报警文件是中国气象局大探中心网站https://www.wendangku.net/doc/e89390296.html,/login.jsp的数据源支持。可以通过中心网站看到全国各站雷达的运行情况。 设置技巧:RDA计算机运行的主要问题是RDASC.EXE程序自动退出。建议RDA计算机安装Windows2000操作系统,安装完成后立即修复系统漏洞,升级杀毒软件全盘杀毒,杀毒后关闭杀毒软件所有自动监控程序。平时运行中关闭或卸载杀毒软件。 2 雷达产品资料传输(安装在PUP),传输软件为PUPC程序(中国气象局下发) 以FTP方式,把雷达数据产品传输到省气象局宽带网雷达传输服务器,再由省气象局传输到国家气象信息中心。宽带网雷达传输服务器IP地址172.23.64.173,端口号2001,帐户radftp,口令radftp,路径/upload。 目前陕西CB雷达需要传输的产品资料共25种:基本反射率19号3个,20号3个;基本速度26号3个,27号3个;组合反射率37号、38号;其他传输产品有41、48、53、56、57、58、60、78、79、80、110号。 说明:PUPC程序负责将本站雷达PUP终端生成的最新雷达产品实时上传至省气象局172.23.64.173服务器。可以在http:// 172.23.64.66/Guojf/new/rad.aspx上看到全省各雷达站实时雷达产品上传情况。 设置技巧:在本地PUP终端的日常产品集中,将25种雷达产品添加,其他产品全部删除。可保证本站雷达产品按要求100%传输,在http://172.23.64.66/Guojf/new/rad.aspx上 收稿日期:2008-08-21 作者简介:杨辉(1981—),男,陕西户县人,在读硕士,助工,从事气象信息技术保障和天气雷达维护保障。 查询、更新和管理关系数据库系统。SQL同时也是数据库脚本文件的扩展名。通过SQL语言实现对数据库表和记录的查询、插入、修改、删除等操作。 4 结语 基于WEB的陕西省综合气象观测业务管理系统软件,采用模块化编程技术,前台使用标准IE浏览器,后台使用A SP技术和数据库技术实现ACCESS或SQL动态数据库连接和信息存取、加工、显示,经上线测试,运行稳定,效果良好,数据信息根据业务变化情况即时更新。 4陕西气象2009(1) 新一代天气雷达(CINRAD-SA/SB)测试规范 1、范围 1.1本规范涵盖了新一代天气雷达测试内容、指标要求、测试方法、测试仪表的设置以及测 试程序的使用。 1.2本规范适用新一代天气雷达的SA/SB型号。 2、本规范引用文件 新一代天气雷达出厂、现场测试大纲 3、测试内容以及指标 3.1 发射机功率测试 要求发射机输出的峰值功率在650kW―750kW范围内。 3.2 发射机输出脉冲包络测试 发射机输出脉冲包络，窄脉冲脉冲宽度（50%处）：1.57±0.1μs ，宽脉冲脉冲宽度（50%处）：4.5―5.0μs；上升沿（10%―90%）、下降沿（90%―10%）大于120ns、小于200ns；纹波顶降小于5%。 3.3 发射机极限改善因子测试 用频谱仪测得发射信号的S/N，根据计算公式：I＝S/N＋10lgB－10lgF 式中：I为极限改善因子（dB） S/N为信号噪声比（dB） B为频谱分析带宽（Hz） F为发射脉冲重复频率（Hz） SA/SB雷达发射机极限改善因子I≥52dB 3.4 发射机输出频谱宽度测试 -40dB处谱宽不大于±7.26MHZ； -50dB处谱宽不大于±12.92MHZ； -60dB处谱宽不大于±22.94MHZ 3.5 接收机噪声系数测试 包含保护器，接收机模拟噪声系数≤3.0dB，数字端噪声系数≤4.0dB 3.6 接收机机内动态范围测试 采用机内信号源接收系统动态范围≥85dB 3.7 接收机机外信号源动态范围测试 采用外部仪表信号源 接收系统动态范围≥85dB 3.8 接收机机内发射率测试 用机内信号源注入功率为-95dBm 至-35dBm 间各档的信号，在距离5km 至200km 范围内检验其回波强度的测量值，回波强度测量值与注入信号计算回波强度测量值的最大差值应在±1dB 范围内。 3.9 接收机机外信号源发射率动态范围测试 用仪表信号源注入功率为-90dBm 至-35dBm 各档的信号，在距离5km 至200km 范围内 检验其回波强度的测量值，回波强度测量值与注入信号计算回波强度测量值的最大差值应在±1dB 范围内。 3.10 系统地物抑制能力测试 滤波前功率减滤波后功率≥52dB 。 3.10 系统相位噪声测试（I 、Q 相角） I 、Q 相角法进行测试、计算相位噪声≤0.15°。 3.11 现场雷达天线水平测试 水平合像仪测得天线8个方向对角差值不超过50 " 3.12 现场雷达天线太阳法的指向测试 方位、俯仰角度误差≤±0.3° 3.13 现场雷达天线控制精度测试 方位、俯仰角度控制精度≤±0.1° 4、 新一代天气雷达各项指标的测试方法 4.1 发射机输出包络测试 4.1.1测试位置： 270° 90°6、多普勒天气雷达原理与应用
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