1、雷達(dá)簡介解析

1、天氣雷達(dá)產(chǎn)品的識(shí)別及應(yīng)用天氣雷達(dá)產(chǎn)品的識(shí)別及應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：雷達(dá)簡介雷達(dá)簡介天氣雷達(dá)探測的基本理論天氣雷達(dá)探測的基本理論天氣雷達(dá)產(chǎn)品簡介天氣雷達(dá)產(chǎn)品簡介 天氣雷達(dá)產(chǎn)品的識(shí)別天氣雷達(dá)產(chǎn)品的識(shí)別對(duì)流性風(fēng)暴的回波特征對(duì)流性風(fēng)暴的回波特征 天氣雷達(dá)產(chǎn)品在災(zāi)害性天氣預(yù)測監(jiān)測中的應(yīng)用天氣雷達(dá)產(chǎn)品在災(zāi)害性天氣預(yù)測監(jiān)測中的應(yīng)用n 教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1. 了解雷達(dá)探測的基本原理了解雷達(dá)探測的基本原理2. 熟悉降水回波的基本特征熟悉降水回波的基本特征3. 掌握雷達(dá)產(chǎn)品在災(zāi)害性天氣預(yù)測監(jiān)測中的應(yīng)用掌握雷達(dá)產(chǎn)品在災(zāi)害性天氣預(yù)測監(jiān)測中的應(yīng)用 雷達(dá)簡介雷達(dá)簡介一一氣象雷達(dá)簡介氣象雷達(dá)簡介二二氣象雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域氣

2、象雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域三三多普勒雷達(dá)的基本構(gòu)成多普勒雷達(dá)的基本構(gòu)成四四多普勒雷達(dá)的顯示方式多普勒雷達(dá)的顯示方式五五一些重要的雷達(dá)參數(shù)一些重要的雷達(dá)參數(shù)一、氣象雷達(dá)簡介一、氣象雷達(dá)簡介雷達(dá)雷達(dá) “Radar”是由詞組是由詞組“Radio Detection and Ranging”縮寫而成，即無線電探測和測距的意思?？s寫而成，即無線電探測和測距的意思。氣象雷達(dá)發(fā)展簡史：氣象雷達(dá)發(fā)展簡史：19411941年在英國最早使用雷達(dá)探測風(fēng)年在英國最早使用雷達(dá)探測風(fēng)暴。暴。1942194219431943年，美國麻省理工學(xué)院專門設(shè)計(jì)了為氣年，美國麻省理工學(xué)院專門設(shè)計(jì)了為氣象目的使用的雷達(dá)。從象目的使用的雷達(dá)。從5

3、050年開始一些國家先后建立了天年開始一些國家先后建立了天氣雷達(dá)探測站網(wǎng)，主要用于警戒強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣，同氣雷達(dá)探測站網(wǎng)，主要用于警戒強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣，同時(shí)，把它作為研究大氣物理的重要手段。在氣象雷達(dá)發(fā)時(shí)，把它作為研究大氣物理的重要手段。在氣象雷達(dá)發(fā)展初期，一般都靠手工操作，回波資料只能作定性分析展初期，一般都靠手工操作，回波資料只能作定性分析。到。到 6060-70-70年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及計(jì)算年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，使它形成了一個(gè)系統(tǒng)，主要特征是機(jī)技術(shù)的引入，使它形成了一個(gè)系統(tǒng)，主要特征是信息信息數(shù)字化數(shù)字化、控制自動(dòng)化控制自動(dòng)化，專門設(shè)置了信號(hào)處

4、理器和終端處，專門設(shè)置了信號(hào)處理器和終端處理設(shè)備。理設(shè)備。8080年代開始研制全相干脈沖多普勒雷達(dá)，美國年代開始研制全相干脈沖多普勒雷達(dá)，美國于于9090年代正式進(jìn)行業(yè)務(wù)布網(wǎng)。年代正式進(jìn)行業(yè)務(wù)布網(wǎng)。我國氣象雷達(dá)簡介我國氣象雷達(dá)簡介 我國我國在在6060年代末開始研制年代末開始研制711711型型 - X - X波段測雨雷達(dá)，波段測雨雷達(dá)，7070年年代生產(chǎn)代生產(chǎn)713713型型- C- C波段測雨雷達(dá)作為正式布網(wǎng)，波段測雨雷達(dá)作為正式布網(wǎng)，8080年代研制年代研制出具有數(shù)字處理系統(tǒng)的出具有數(shù)字處理系統(tǒng)的714714型型 - S - S波段測雨雷達(dá)，波段測雨雷達(dá)，9090年代年代生產(chǎn)出生產(chǎn)出71

5、4-CD, 714SD714-CD, 714SD脈間相干多普勒雷達(dá)及脈間相干多普勒雷達(dá)及C C波段波段38243824型型全相干多普勒雷達(dá)。全相干多普勒雷達(dá)。9999年中美合資敏視達(dá)雷達(dá)有限公司在年中美合資敏視達(dá)雷達(dá)有限公司在對(duì)美國對(duì)美國WSR-88DWSR-88D進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出第一步先進(jìn)的進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出第一步先進(jìn)的S S波段全相干脈沖多普勒雷達(dá)，它已作為我國新一代布網(wǎng)的波段全相干脈沖多普勒雷達(dá)，它已作為我國新一代布網(wǎng)的天氣雷達(dá)。天氣雷達(dá)。截止到截止到2004年初，我國已經(jīng)有年初，我國已經(jīng)有126部雷達(dá)參加部雷達(dá)參加全國聯(lián)網(wǎng)。各省、地、市都可以從氣象專線網(wǎng)上調(diào)用由國全國聯(lián)網(wǎng)

6、。各省、地、市都可以從氣象專線網(wǎng)上調(diào)用由國家氣象中心下發(fā)的全國雷達(dá)拼圖。從雷達(dá)拼圖中，不僅可家氣象中心下發(fā)的全國雷達(dá)拼圖。從雷達(dá)拼圖中，不僅可以看到本省、本地區(qū)的降水情況，還可以根據(jù)上游省份降以看到本省、本地區(qū)的降水情況，還可以根據(jù)上游省份降水的強(qiáng)弱和移動(dòng)速度推測到達(dá)本地的時(shí)間和降水強(qiáng)度。水的強(qiáng)弱和移動(dòng)速度推測到達(dá)本地的時(shí)間和降水強(qiáng)度。東部及重要江河流域布設(shè)東部及重要江河流域布設(shè)1010公分（公分（S S波段）雷達(dá)波段）雷達(dá)西部地區(qū)布設(shè)西部地區(qū)布設(shè) 5 5公分（公分（CC波段）雷達(dá)波段）雷達(dá) 氣象雷達(dá)的種類氣象雷達(dá)的種類氣象雷達(dá)氣象雷達(dá)是專門用于大氣探測的雷達(dá)。氣象雷達(dá)的種類很是專門用于大氣探

7、測的雷達(dá)。氣象雷達(dá)的種類很多，其中是用來探測未形成降水的云層高度、厚度以及云多，其中是用來探測未形成降水的云層高度、厚度以及云內(nèi)物理特性的雷達(dá)叫內(nèi)物理特性的雷達(dá)叫測云雷達(dá)；測云雷達(dá)；用來探測高空不同大氣層用來探測高空不同大氣層的水平風(fēng)向、風(fēng)速以及氣壓、溫度、濕度等氣象要素的雷的水平風(fēng)向、風(fēng)速以及氣壓、溫度、濕度等氣象要素的雷達(dá)為達(dá)為測風(fēng)雷達(dá)測風(fēng)雷達(dá)；用來探測大氣中降水區(qū)的位置、分布、強(qiáng)；用來探測大氣中降水區(qū)的位置、分布、強(qiáng)弱及其變化的雷達(dá)稱為弱及其變化的雷達(dá)稱為天氣雷達(dá)或天氣雷達(dá)或 測雨雷達(dá)；測雨雷達(dá)；在雷達(dá)的在雷達(dá)的發(fā)射和接收部分采用多普勒體制，利用多普勒效應(yīng)測量降發(fā)射和接收部分采用多普勒體

8、制，利用多普勒效應(yīng)測量降水粒子的運(yùn)動(dòng)信息的天氣雷達(dá)稱為水粒子的運(yùn)動(dòng)信息的天氣雷達(dá)稱為多普勒天氣雷達(dá)。多普勒天氣雷達(dá)。此外此外還有還有調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，它是一種探測邊界層大氣的雷達(dá)，它是一種探測邊界層大氣的雷達(dá)，有極高的距離分辨率和靈敏度，主要用來測定邊界層晴空有極高的距離分辨率和靈敏度，主要用來測定邊界層晴空大氣的波動(dòng)、風(fēng)和湍流大氣的波動(dòng)、風(fēng)和湍流 。 氣象雷達(dá)的工作波長氣象雷達(dá)的工作波長氣象雷達(dá)使用的無線電波長范圍很寬，從氣象雷達(dá)使用的無線電波長范圍很寬，從1厘米到厘米到1000厘厘米。米。常用的有常用的有1、3、5、10和和 20厘米波長厘米波長，各對(duì)應(yīng)于，各對(duì)應(yīng)于K波波段（波

9、長段（波長0.752.4厘米）、厘米）、X波段（波長波段（波長 2.43.75厘米）厘米）、C波段（波長波段（波長3.757.5厘米）、厘米）、S波段（波長波段（波長7.515厘厘米）和米）和 L波段（波長波段（波長1530厘米），超高頻和甚高頻雷達(dá)厘米），超高頻和甚高頻雷達(dá)的波長范圍分別為的波長范圍分別為10100厘米和厘米和1001000厘米。厘米。雷達(dá)探測大氣目標(biāo)的性能和其工作波長密切有關(guān)雷達(dá)探測大氣目標(biāo)的性能和其工作波長密切有關(guān)。 常用常用K波段雷達(dá)探測各種不產(chǎn)生降水的云，用波段雷達(dá)探測各種不產(chǎn)生降水的云，用X、C和和S波段雷達(dá)波段雷達(dá)探測降水探測降水,其中其中S波段最適用于探測暴雨和

10、冰雹，用高靈敏波段最適用于探測暴雨和冰雹，用高靈敏度的超高頻和甚高頻雷達(dá)度的超高頻和甚高頻雷達(dá) 探測對(duì)流層平流層探測對(duì)流層平流層-中層的晴空中層的晴空流場。流場。二、氣象雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域二、氣象雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域 對(duì)強(qiáng)對(duì)流等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)警對(duì)強(qiáng)對(duì)流等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)警 定量降水估計(jì)定量降水估計(jì) 提供風(fēng)場信息提供風(fēng)場信息 數(shù)據(jù)同化數(shù)據(jù)同化 - - 為高分辨率數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式提供初始場為高分辨率數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式提供初始場 為為機(jī)場機(jī)場氣象保障和氣象研究提供資料。氣象保障和氣象研究提供資料。 為為火箭火箭、導(dǎo)彈導(dǎo)彈和和航天器航天器的發(fā)射與飛行提供必要的氣象資料的發(fā)射與飛行提供必要的氣象資料三、多

11、普勒雷達(dá)的基本構(gòu)成三、多普勒雷達(dá)的基本構(gòu)成新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)由五個(gè)主要部分構(gòu)成：新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)由五個(gè)主要部分構(gòu)成：雷達(dá)數(shù)據(jù)采集雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（子系統(tǒng)（RDARDA）、寬）、寬/ /窄帶通訊子系統(tǒng)（窄帶通訊子系統(tǒng)（WNCWNC）、雷達(dá)產(chǎn)品）、雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（生成子系統(tǒng)（RPGRPG）、主用戶處理器（）、主用戶處理器（PUPPUP）和附屬安裝設(shè)）和附屬安裝設(shè)備備。其中其中RDA產(chǎn)生和發(fā)射電磁脈沖，并將接收到的脈沖信產(chǎn)生和發(fā)射電磁脈沖，并將接收到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)化雷達(dá)資料，號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)化雷達(dá)資料，RPG通過寬帶通信從通過寬帶通信從RDA獲獲取數(shù)據(jù)化雷達(dá)資料，通過一系列水文氣象算法生成

12、雷達(dá)產(chǎn)取數(shù)據(jù)化雷達(dá)資料，通過一系列水文氣象算法生成雷達(dá)產(chǎn)品；品；PUP通過窄帶通信從通過窄帶通信從RPG獲得氣象產(chǎn)品，進(jìn)行顯示獲得氣象產(chǎn)品，進(jìn)行顯示存檔，這里也是預(yù)報(bào)員的業(yè)務(wù)工作平臺(tái)。存檔，這里也是預(yù)報(bào)員的業(yè)務(wù)工作平臺(tái)。新一代天氣雷達(dá)基本結(jié)構(gòu)框圖新一代天氣雷達(dá)基本結(jié)構(gòu)框圖雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA 雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDARDA由由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理器、系統(tǒng)監(jiān)控及通信理器、系統(tǒng)監(jiān)控及通信等部分組成，該單元產(chǎn)生和發(fā)射電等部分組成，該單元產(chǎn)生和發(fā)射電磁脈沖，并將接收到的脈沖信號(hào)處理生成數(shù)字化基本資料磁脈沖，并將接收到的脈沖信號(hào)處理生

13、成數(shù)字化基本資料，在，在RDARDA單元還完成第一級(jí)和第二級(jí)資料存檔任務(wù)，單元還完成第一級(jí)和第二級(jí)資料存檔任務(wù)，RDARDA的的上述功能是由上述功能是由RDARDA計(jì)算機(jī)監(jiān)視和控制的。計(jì)算機(jī)監(jiān)視和控制的。一、發(fā)射機(jī)（一、發(fā)射機(jī)（TransmitterTransmitter） 多普勒天氣雷達(dá)通過多普勒天氣雷達(dá)通過速調(diào)管放大器速調(diào)管放大器產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的高產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的高功率射頻脈沖，然后通過天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到天線處向功率射頻脈沖，然后通過天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到天線處向外輻射。為了保證多普勒資料能夠精確的從返回信號(hào)中提外輻射。為了保證多普勒資料能夠精確的從返回信號(hào)中提取，對(duì)所發(fā)射脈沖信號(hào)的穩(wěn)

14、定度要求很高，產(chǎn)生的每個(gè)脈取，對(duì)所發(fā)射脈沖信號(hào)的穩(wěn)定度要求很高，產(chǎn)生的每個(gè)脈沖必須具有相同的初位相。沖必須具有相同的初位相。 雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA 二、天線（二、天線（Antenna）雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電磁脈沖（雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電磁脈沖（RF）通過天線發(fā)射到大氣中）通過天線發(fā)射到大氣中，并接收電磁脈沖遇到云雨目標(biāo)物后返回的能量，并接收電磁脈沖遇到云雨目標(biāo)物后返回的能量，WSR88D多普勒天氣雷達(dá)多普勒天氣雷達(dá)天線掃描的仰角可從天線掃描的仰角可從-1度到度到60度，主要取決于掃描策略度，主要取決于掃描策略 、體積覆蓋模式（、體積覆蓋模式（VCP），操），操作模式三個(gè)要素。作模式三

15、個(gè)要素。1掃描策略（掃描策略（Scan Strategy）掃描策略決定一個(gè)體掃描包含多少個(gè)仰角，以及完成一次體掃描策略決定一個(gè)體掃描包含多少個(gè)仰角，以及完成一次體掃描所需的時(shí)間，掃描所需的時(shí)間，WSR88D中有三個(gè)掃描策略：中有三個(gè)掃描策略： 1：一個(gè)體掃描包含：一個(gè)體掃描包含14個(gè)仰角，用時(shí)個(gè)仰角，用時(shí)5分鐘。分鐘。 2：一個(gè)體掃描包含：一個(gè)體掃描包含9個(gè)仰角，用時(shí)個(gè)仰角，用時(shí)6分鐘。分鐘。 3：一個(gè)體掃描包含：一個(gè)體掃描包含5個(gè)仰角，用時(shí)個(gè)仰角，用時(shí)10分鐘。分鐘。2體積覆蓋模式（體積覆蓋模式（ VCP）掃描策略決定了一個(gè)體掃描中包含多少個(gè)仰角，而體積覆蓋掃描策略決定了一個(gè)體掃描中包含多少

16、個(gè)仰角，而體積覆蓋模式指定具體的仰角值（如模式指定具體的仰角值（如0.5、1.5度等），度等），WSR88D可包含可包含20個(gè)不同的個(gè)不同的VCP，但目前定義的僅為四個(gè)：，但目前定義的僅為四個(gè)：VCP11：掃描策略掃描策略1 版本版本1：指定在：指定在5分鐘完成的體掃中分鐘完成的體掃中14個(gè)個(gè)不同仰角不同仰角 VCP21：掃描策略：掃描策略2 版本版本1： 指定在指定在6分鐘完成的體掃中分鐘完成的體掃中9個(gè)個(gè)不同仰角不同仰角 VCP31：10分鐘內(nèi)完成分鐘內(nèi)完成5個(gè)具體仰角的掃描個(gè)具體仰角的掃描 （使用長雷達(dá)脈（使用長雷達(dá)脈沖）沖）VCP32：10分鐘內(nèi)完成分鐘內(nèi)完成5個(gè)具體仰角的掃描（使用短

17、雷達(dá)脈個(gè)具體仰角的掃描（使用短雷達(dá)脈沖）沖）3操作模式操作模式 操作模式?jīng)Q定使用哪一種體積覆蓋模式和掃描策略操作模式?jīng)Q定使用哪一種體積覆蓋模式和掃描策略WSR88D有兩個(gè)操作模式，降水模式（有兩個(gè)操作模式，降水模式（Mode A）和晴）和晴空模式（空模式（Mode B）。）。Mode A： 降水模式，降水模式，使用使用VCP11或或VCP21，相應(yīng)的體掃，相應(yīng)的體掃描策略為描策略為Scan Strategy 1（14層層/5分鐘）或分鐘）或Scan Strategy 2（9層層/6分鐘）。分鐘）。Mode B：晴空模式，：晴空模式，使用使用VCP31或或VCP32，相應(yīng)的體掃，相應(yīng)的體掃描策略

18、為描策略為Scan Strategy 3（5層層/10分鐘）。分鐘）。雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA 三、接收機(jī)（三、接收機(jī)（Receiver）當(dāng)天線接收到從云雨目標(biāo)物返回的后向發(fā)射能量后，將信號(hào)當(dāng)天線接收到從云雨目標(biāo)物返回的后向發(fā)射能量后，將信號(hào)傳遞到接收機(jī)，由于與發(fā)射的信號(hào)相比，接收到的信號(hào)是傳遞到接收機(jī)，由于與發(fā)射的信號(hào)相比，接收到的信號(hào)是一個(gè)非常小的量，所以當(dāng)接收信號(hào)被送到信號(hào)處理器之前一個(gè)非常小的量，所以當(dāng)接收信號(hào)被送到信號(hào)處理器之前，必須被放大。，必須被放大。四、信號(hào)處理器（四、信號(hào)處理器（Signal Processor）信號(hào)處理器從接收機(jī)獲得模擬信號(hào)后，信號(hào)處理器從接收

19、機(jī)獲得模擬信號(hào)后，完成三個(gè)重要任務(wù)，完成三個(gè)重要任務(wù)，地物雜波抑制，模數(shù)轉(zhuǎn)換和多普勒資料距離退折疊。地物雜波抑制，模數(shù)轉(zhuǎn)換和多普勒資料距離退折疊。1. 地物雜波抑制地物雜波抑制氣象回波和地物回波的主要區(qū)別是地物雜波很少或幾乎沒有氣象回波和地物回波的主要區(qū)別是地物雜波很少或幾乎沒有運(yùn)動(dòng)，而氣象目標(biāo)物返回的信號(hào)有明顯的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)，而氣象目標(biāo)物返回的信號(hào)有明顯的運(yùn)動(dòng)。雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA 2模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換來自于接收機(jī)的模擬信號(hào)在信號(hào)處理器中被處理成三種基本來自于接收機(jī)的模擬信號(hào)在信號(hào)處理器中被處理成三種基本類型的數(shù)字信號(hào)：基本反射率因子，基本平均徑向速度和類型的數(shù)字信號(hào)：基本反射

20、率因子，基本平均徑向速度和基本譜寬?；咀V寬。3距離退折疊距離退折疊在基本速度和譜寬資料中由于不同氣象目標(biāo)物傳輸路徑差異在基本速度和譜寬資料中由于不同氣象目標(biāo)物傳輸路徑差異會(huì)引起距離折疊，會(huì)引起距離折疊，WSR88D通過與基本反射率因子資料通過與基本反射率因子資料對(duì)比對(duì)以上兩種資料進(jìn)行距離退折疊。對(duì)比對(duì)以上兩種資料進(jìn)行距離退折疊。雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA 五五I、II級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（ARCHIVE LEVEL I、II）在在RDA中包含最初的兩級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔。中包含最初的兩級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔。 1存檔存檔I（ARCHIVE LEVEL I）這一級(jí)存檔設(shè)有存儲(chǔ)設(shè)備和介質(zhì)

21、，在信號(hào)處理器中自動(dòng)完成這一級(jí)存檔設(shè)有存儲(chǔ)設(shè)備和介質(zhì)，在信號(hào)處理器中自動(dòng)完成，搜集來自于接收機(jī)的模擬信號(hào)。，搜集來自于接收機(jī)的模擬信號(hào)。 2存檔存檔（ARCHIVE LEVEL II）WSR88D 存檔存檔收集的資料為信號(hào)處理器產(chǎn)生的高分辨收集的資料為信號(hào)處理器產(chǎn)生的高分辨率數(shù)字基本資料，包括反射率因子、平均徑向速度和譜寬率數(shù)字基本資料，包括反射率因子、平均徑向速度和譜寬，這些資料未經(jīng)水文氣象算法處理，目前存儲(chǔ)的介質(zhì)為每，這些資料未經(jīng)水文氣象算法處理，目前存儲(chǔ)的介質(zhì)為每盒盒4.77GB的的8毫米磁帶。毫米磁帶。雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元雷達(dá)數(shù)據(jù)采集單元RDA六、寬六、寬/ /窄帶通訊窄帶通訊 寬帶通信提

22、供了寬帶通信提供了RDARDA和和RPGRPG之間一個(gè)高速的雙向資料傳送之間一個(gè)高速的雙向資料傳送連接，連接，RDARDA和和RPGRPG可同在一處，也可相距幾十可同在一處，也可相距幾十kmkm。依據(jù)。依據(jù)RDARDA和和RPGRPG之間的距離以及當(dāng)?shù)厍闆r，寬帶通信連接可采之間的距離以及當(dāng)?shù)厍闆r，寬帶通信連接可采用直接用直接電纜連接，光纖、微波通信（電纜連接，光纖、微波通信（MLOSMLOS）和）和TITI方式方式。上海上海WSR88DWSR88D采用的是直接的電纜連接。采用的是直接的電纜連接。 窄帶通訊是窄帶通訊是指指RPGRPG與與PUPPUP之間的通訊傳輸。之間的通訊傳輸。雷達(dá)產(chǎn)品生成單

23、元（雷達(dá)產(chǎn)品生成單元（RPG）雷達(dá)產(chǎn)品生成單元（雷達(dá)產(chǎn)品生成單元（RPG）是一個(gè)多任務(wù)的單元，是一個(gè)多任務(wù)的單元，RPG的主要功能是產(chǎn)品生成、產(chǎn)品分發(fā)。它由寬帶通訊線路從的主要功能是產(chǎn)品生成、產(chǎn)品分發(fā)。它由寬帶通訊線路從RDA接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，通過各種水文氣象算法處理和接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，通過各種水文氣象算法處理和生成三十多類生成三十多類70多種氣象產(chǎn)品，經(jīng)窄帶通信發(fā)送到用戶。多種氣象產(chǎn)品，經(jīng)窄帶通信發(fā)送到用戶。RPG還可以通過雷達(dá)控制臺(tái)（還可以通過雷達(dá)控制臺(tái)（UCP）對(duì)）對(duì)RDA進(jìn)行監(jiān)控進(jìn)行監(jiān)控 ，是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的控制中心，是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的控制中心，這里還提供第三級(jí)數(shù)據(jù)記錄這里還提供第三級(jí)

24、數(shù)據(jù)記錄存檔（存檔（ARCHIVE LEVEL III）雷達(dá)控制臺(tái)雷達(dá)控制臺(tái)UCPUCP是是RPGRPG的操作界面，可以實(shí)時(shí)地對(duì)的操作界面，可以實(shí)時(shí)地對(duì)RPGRPG和和RDARDA進(jìn)行控制，進(jìn)行控制，UCPUCP采用流行的窗口界面，主要的命令集成在采用流行的窗口界面，主要的命令集成在菜單和工具欄中，使用這些命令可實(shí)現(xiàn)對(duì)菜單和工具欄中，使用這些命令可實(shí)現(xiàn)對(duì)RPGRPG和和RDARDA的有效的有效控制，控制，UCPUCP為雷達(dá)操作員提供了一個(gè)可以與為雷達(dá)操作員提供了一個(gè)可以與RPGRPG和和RDARDA系統(tǒng)系統(tǒng)人機(jī)交互的界面。人機(jī)交互的界面。 WSR88D氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)流氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)流主用戶處理單元

25、（主用戶處理單元（PUP）主用戶處理單元（主用戶處理單元（PUP）是收集、處理和存貯從）是收集、處理和存貯從RPG 獲獲得的氣象產(chǎn)品的軟硬件的總稱，由得的氣象產(chǎn)品的軟硬件的總稱，由主用戶處理器和交互式主用戶處理器和交互式用戶工作站兩部分組成。用戶工作站兩部分組成。PUP交互式用戶工作站交互式用戶工作站由兩個(gè)高分辨圖形監(jiān)視器，圖像板由兩個(gè)高分辨圖形監(jiān)視器，圖像板，應(yīng)用終端和彩色打印機(jī)組成，是預(yù)報(bào)人員顯示和操作，應(yīng)用終端和彩色打印機(jī)組成，是預(yù)報(bào)人員顯示和操作WSR88D產(chǎn)品的工作平臺(tái)；產(chǎn)品的工作平臺(tái)；主用戶處理器主用戶處理器連接一個(gè)系統(tǒng)終端，為操作者提供連接一個(gè)系統(tǒng)終端，為操作者提供PUP軟件軟件

26、安裝、運(yùn)行監(jiān)控等功能。為了方便操作人員異地了解雷達(dá)安裝、運(yùn)行監(jiān)控等功能。為了方便操作人員異地了解雷達(dá)工作狀況，在主用戶處理單元還配有遠(yuǎn)程單元控制面板（工作狀況，在主用戶處理單元還配有遠(yuǎn)程單元控制面板（遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程UCP）。此外，）。此外，PUP還提供第四級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（還提供第四級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（ARCHIVELEVEL IV）。）。 主用戶處理單元（主用戶處理單元（PUP）PUP的主要功能有：氣象產(chǎn)品的采集，的主要功能有：氣象產(chǎn)品的采集，操作人員通過在操作人員通過在PUP上設(shè)置常規(guī)產(chǎn)品集（上設(shè)置常規(guī)產(chǎn)品集（RPS）或通過一次性請(qǐng)求從）或通過一次性請(qǐng)求從RPG上采集氣象產(chǎn)品或信息，也可通過設(shè)置警報(bào)區(qū)

27、域和警上采集氣象產(chǎn)品或信息，也可通過設(shè)置警報(bào)區(qū)域和警報(bào)閾值自動(dòng)從報(bào)閾值自動(dòng)從RPG采集警報(bào)配對(duì)產(chǎn)品。采集警報(bào)配對(duì)產(chǎn)品。氣象產(chǎn)品的處理和氣象產(chǎn)品的處理和顯示，顯示，包括氣象產(chǎn)品的顯示、放大、動(dòng)畫、產(chǎn)品疊加、地包括氣象產(chǎn)品的顯示、放大、動(dòng)畫、產(chǎn)品疊加、地理信息的疊加以及強(qiáng)天氣的自動(dòng)報(bào)警功能等。理信息的疊加以及強(qiáng)天氣的自動(dòng)報(bào)警功能等。主用戶處理單元（主用戶處理單元（PUP）二、遠(yuǎn)程雷達(dá)控制二、遠(yuǎn)程雷達(dá)控制 為了方便操作人員在為了方便操作人員在PUP工作單元了解整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的工工作單元了解整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)施作狀態(tài)，實(shí)施RPG遠(yuǎn)程關(guān)閉、啟動(dòng)操作、以及進(jìn)行一些異遠(yuǎn)程關(guān)閉、啟動(dòng)操作、以及進(jìn)行一些異

28、地地RDA、RPG故障的診斷、排除等，在故障的診斷、排除等，在PUP單元配置遠(yuǎn)單元配置遠(yuǎn)程單元控制面板，遠(yuǎn)程程單元控制面板，遠(yuǎn)程UCP通過通過9.6K BPS DDN專線與專線與RPG相連，其功能與本地相連，其功能與本地UCP完全相同，但完全相同，但RPG本地本地UCP和遠(yuǎn)程和遠(yuǎn)程UCP只能選擇其中一個(gè)工作。只能選擇其中一個(gè)工作。 三、第四級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（三、第四級(jí)數(shù)據(jù)記錄存檔（ARCHIVELEVEL IV） 可以存儲(chǔ)任何多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品和信息。可以存儲(chǔ)任何多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品和信息。四、雷達(dá)資料的顯示方式四、雷達(dá)資料的顯示方式平面位置顯示平面位置顯示PPI 距離高度顯示距離高度顯示RHI

29、等高平面位置顯示等高平面位置顯示CAPPI 任意垂直剖面顯示任意垂直剖面顯示VCS 局部多層局部多層CAPPI顯示顯示 垂直最大回波強(qiáng)度顯示垂直最大回波強(qiáng)度顯示CR 等值線圖顯示等值線圖顯示 雷達(dá)資料的顯示方式雷達(dá)資料的顯示方式雷達(dá)的雷達(dá)的PPIPPI掃描方式掃描方式在每個(gè)仰角，雷達(dá)天在每個(gè)仰角，雷達(dá)天線繞垂直軸進(jìn)行線繞垂直軸進(jìn)行360360掃描，所采集到的圓掃描，所采集到的圓錐面上的資料被投影錐面上的資料被投影到地面。到地面。因此，因此，在在PPIPPI上，以雷上，以雷達(dá)為中心，達(dá)為中心，沿著雷達(dá)沿著雷達(dá)波束向外，徑向距離波束向外，徑向距離的增加同時(shí)也表示距的增加同時(shí)也表示距地面的高度增大。

30、地面的高度增大。 平面位置顯示平面位置顯示PPIPPI示意圖示意圖 由計(jì)算機(jī)根據(jù)一系列不同高度角處的資料由計(jì)算機(jī)根據(jù)一系列不同高度角處的資料經(jīng)計(jì)算而得到的。按照用戶設(shè)置的高度，經(jīng)計(jì)算而得到的。按照用戶設(shè)置的高度，應(yīng)用測高公式，選取臨近該高度平面上的應(yīng)用測高公式，選取臨近該高度平面上的上下兩個(gè)仰角相應(yīng)雷達(dá)測距上的數(shù)據(jù)，然上下兩個(gè)仰角相應(yīng)雷達(dá)測距上的數(shù)據(jù)，然后用內(nèi)插方法得到該高度上的數(shù)據(jù)。后用內(nèi)插方法得到該高度上的數(shù)據(jù)。 局部多層局部多層CAPPI顯示的處理原理類似于等顯示的處理原理類似于等高平面位置顯示（高平面位置顯示（CAPPI），利用體積掃），利用體積掃描獲取的三維數(shù)據(jù)，在任一描獲取的三維數(shù)

31、據(jù)，在任一PPI顯示的圖像顯示的圖像中確定所選區(qū)域，經(jīng)處理得出多個(gè)不同高中確定所選區(qū)域，經(jīng)處理得出多個(gè)不同高度上所選區(qū)域的度上所選區(qū)域的CAPPI，然后構(gòu)成假三維，然后構(gòu)成假三維結(jié)構(gòu)的圖像。結(jié)構(gòu)的圖像。 CAPPI數(shù)據(jù)獲取示意圖數(shù)據(jù)獲取示意圖距離高度顯示距離高度顯示RHIRHI是指雷達(dá)天線通是指雷達(dá)天線通過以固定方位作俯仰過以固定方位作俯仰掃描的探測方式所獲掃描的探測方式所獲取的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品以取的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品以h為垂直坐標(biāo)，為垂直坐標(biāo)，L為水為水平坐標(biāo)顯示回波圖像平坐標(biāo)顯示回波圖像的分布。的分布。 在使用時(shí)在使用時(shí)一定要注意，一定要注意，RHI產(chǎn)產(chǎn)品中的高度坐標(biāo)是放品中的高度坐標(biāo)是放大了的，大了的

32、，主要是為了主要是為了便于用戶分析回波的便于用戶分析回波的垂直結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)。 R RCSCS產(chǎn)品一般用來分析降水云體的垂直結(jié)構(gòu)，它需要產(chǎn)品一般用來分析降水云體的垂直結(jié)構(gòu)，它需要用體積掃描獲取的三維數(shù)據(jù)制作。根據(jù)用戶在任意用體積掃描獲取的三維數(shù)據(jù)制作。根據(jù)用戶在任意仰角的仰角的PPIPPI圖像上確定的兩點(diǎn)，以該兩點(diǎn)連線作為需圖像上確定的兩點(diǎn)，以該兩點(diǎn)連線作為需分析的垂直剖面的基線，顯示出這垂直剖面與其它分析的垂直剖面的基線，顯示出這垂直剖面與其它仰角的仰角的PPIPPI相交的數(shù)據(jù)。由于體積掃描時(shí)，相鄰不同相交的數(shù)據(jù)。由于體積掃描時(shí)，相鄰不同仰角之間的間隔不可能取得很小，所以在不同仰角仰角之間的

33、間隔不可能取得很小，所以在不同仰角之間的區(qū)域，仍采用雙線性插值及距離加權(quán)平均插之間的區(qū)域，仍采用雙線性插值及距離加權(quán)平均插值的方法予以彌補(bǔ)。值的方法予以彌補(bǔ)。 RCSRCS產(chǎn)品與產(chǎn)品與RHIRHI產(chǎn)品不同，它不產(chǎn)品不同，它不受必須固定方位角的限制，因此能分析回波區(qū)中任受必須固定方位角的限制，因此能分析回波區(qū)中任意方向的垂直結(jié)構(gòu)。意方向的垂直結(jié)構(gòu)。 CRCR產(chǎn)品是應(yīng)用體積掃描獲取產(chǎn)品是應(yīng)用體積掃描獲取的回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)，在以的回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)，在以1km X 1km X 1km1km（或（或2km X 2km2km X 2km）為底面）為底面積，直到回波頂?shù)拇怪敝w積，直到回波頂?shù)拇怪敝w中，對(duì)所有位于

34、該柱體中的中，對(duì)所有位于該柱體中的回波強(qiáng)度資料進(jìn)行比較，挑回波強(qiáng)度資料進(jìn)行比較，挑選出最大的回波強(qiáng)度。再用選出最大的回波強(qiáng)度。再用測高公式計(jì)算最大回波強(qiáng)度測高公式計(jì)算最大回波強(qiáng)度的所有高度。從而得到的所有高度。從而得到最大最大回波強(qiáng)度及其所在高度的兩回波強(qiáng)度及其所在高度的兩幅分布圖像。幅分布圖像。為方便用戶分為方便用戶分析，將這兩幅分布圖像作同析，將這兩幅分布圖像作同屏顯示。屏顯示。五、一些重要的雷達(dá)參數(shù)五、一些重要的雷達(dá)參數(shù)當(dāng)前常用的雷達(dá)大多數(shù)是脈沖雷達(dá)，常規(guī)的脈沖雷達(dá)當(dāng)前常用的雷達(dá)大多數(shù)是脈沖雷達(dá)，常規(guī)的脈沖雷達(dá)周期性地發(fā)射高頻電磁波脈沖，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要周期性地發(fā)射高頻電磁波脈沖，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要有脈沖寬度有脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、脈沖重復(fù)頻率PRFPRF、脈沖重復(fù)周期、脈沖重復(fù)周期T T、脈沖功率脈沖功率Pt Pt 、天線增益、天線增益G G、天線波束寬度等、天線波束寬度等脈沖寬度脈沖寬度：探測脈沖的振蕩持續(xù)時(shí)間。由于探測脈：探測脈沖的振蕩持續(xù)時(shí)間。由于探測脈沖具有一定的持續(xù)時(shí)間，因而它在空間也有一定的長沖具有一定的持續(xù)時(shí)間，因而它在空間也有一定的