天气雷达探测有效立体空域计算方法研究与实现.pdf
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1、第期气 象 水 文 海 洋 仪 器N o 年月M e t e o r o l o g i c a l,H y d r o l o g i c a l a n dM a r i n e I n s t r u m e n t sJ u n 收稿日期:基金项目:广东省重点领域研发计划项目(对接国家重大科技专项)“多波束双极化相控阵雷达研制及龙卷风探测业务应用”(B )和广东省重点领域研发计划项目“基于 G应用的新型监测及气象灾害视频图像智能识别研究”(B )资助作者简介:吕雪芹(),女,硕士,高级工程师主要从事气象探测仪器设备研发和气象观测方法研究工作通讯作者:敖振浪(),男,大学,教授级高级工程
2、师主要从事气象探测仪器设备研发、气象观测方法研究、设备防雷技术研究和嵌入式软件硬件开发工作天气雷达探测有效立体空域计算方法研究与实现吕雪芹,敖振浪,黄宏智(广东省气象探测数据中心,广州 )摘要:天气雷达站选址时,需要对雷达探测环境进行客观的分析判断,传统做法主要是通过测量和计算阻挡角图和等射束高度图来衡量,存在较大的不全面性.文章提出细分逼近方法来计算雷达探测有效的立体空域体积及各种占比,通过离线G I S地理信息系统快速读取D EM高程数据,即时计算并输出阻挡角图、等射束高度图、探测有效立体空域体积、探测盲区及各种占比等评价结果,更加客观准确地评价探测净空条件.细分逼近计算方法提供了一种更加
3、合理的选址评价手段,较好地解决了雷达站探测环境的定量化评价问题.在粤港澳大湾区 部X波段双极化相控阵天气雷达建设的实践应用中表明,该方法以及实现的软件系统是可行的,实用价值较高.关键词:天气雷达;探测空域;探测盲区;定量分析;系统实现中图分类号:T P 文献标志码:A文章编号:X()S t u d ya n dr e a l i z a t i o no nc a l c u l a t i o nm e t h o df o rd e t e c t i o no f e f f e c t i v e s t e r e oa i r s p a c eb yw e a t h e r r
4、 a d a rL vX u e q i n,A oZ h e n l a n g,H u a n gH o n g z h i(G u a n g d o n gM e t e o r o l o g i c a lD e t e c t i o nD a t aC e n t e r,G u a n g z h o u )A b s t r a c t:A sf o rt h es e l e c t i o no fw e a t h e rr a d a rs i t e,i ti sr e q u i r e dt o m a k ea no b j e c t i v ea n a
5、 l y t i c a lj u d g m e n t f o rt h er a d a rd e t e c t i o ne n v i r o n m e n t I nc o n v e n t i o n a lp r a c t i c e,t h em e a s u r e m e n ti sm a i n l yd o n eb ym e a s u r i n ga n dc a l c u l a t i n gt h eb l o c k i n ga n g l ed i a g r a ma n di s o b e a mh e i g h td i a
6、g r a m,c a u s i n ge x i s t e n c eo f l a r g e i n c o m p l e t e n e s s T h i sp a p e r a d o p t s t h e s u b d i v i s i o na p p r o x i m a t i o nm e t h o d t o c a l c u l a t ee f f e c t i v es t e r e o s p a t i a l v o l u m e a n d v a r i o u s p r o p o r t i o n s f o r r a
7、 d a r d e t e c t i o n T h e o f f l i n e G I Sg e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e mi su s e dt or a p i d l yr e a do u tD EMa l t i t u d ed a t a,t i m e l yc a l c u l a t ea n do u t p u tt h e b l o c k i n g a n g l e d i a g r a m,i s o b e a m h e i g h td i a g r a m,
8、e f f e c t i v es t e r e o s p a t i a lv o l u m e o fd e t e c t i o n,d e a dz o n eo f d e t e c t i o n,v a r i o u sp r o p o r t i o n s a n do t h e r e v a l u a t i o nr e s u l t s a n dm o r eo b j e c t i v e l ya n da c c u r a t e l ya s s e s st h ed e t e c t i o nc l e a r a n c
9、ec o n d i t i o n s T h es u b d i v i s i o na p p r o x i m a t i o nc a l c u l a t i o nm e t h o dp r o v i d e sa m o r er e a s o n a b l ea s s e s s m e n t m e t h o df o rs i t es e l e c t i o na n d b e t t e rs o l v e st h eq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o np r o b l e m sr e
10、 l a t e dt ot h ed e t e c t i o ne n v i r o n m e n to fr a d a rs t a t i o n T h ep r a c t i c a l气 象 水 文 海 洋 仪 器J u n a p p l i c a t i o no f X b a n dd u a l p o l a r i z a t i o np h a s e da r r a yw e a t h e r r a d a r s i nt h eG u a n g d o n g H o n gK o n g M a c a oG r e a t e rB
11、 a yA r e a s h o w s t h a t t h em e t h o da n d t h e i m p l e m e n t e ds o f t w a r e s y s t e ma r e f e a s i b l e a n dh a v eh i g hp r a c t i c a l v a l u e K e yw o r d s:w e a t h e r r a d a r;d e t e c t i o nd o m a i n;d e t e c t i o nb l i n d z o n e;q u a n t i t a t i v
12、e a n a l y s i s;s y s t e mr e a l i z a t i o n引言天气雷达系统探测是获取气象目标信息的重要手段之一,中国的S波段新一代天气雷达已经工作了超 a,在气象监测预警预报服务中发挥了重要作用.随着科学技术的迅猛发展,雷达技术发展越来越快,近年来中国又发展了更加先进的X波段双极化相控阵天气雷达,目前已经在广东乃至全国大量部署使用.传统的雷达站选址方法不能客观准确地判断所选的站址是否科学合理,影响雷达探测数据质量和雷达系统设备的投资效益.目前关于雷达选址的文章大多利用探测遮挡角和等射束高度图分析探测环境.张宏达等使用有效覆盖率定量分析地形四周遮挡对雷达
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