《全固態(tài)Ka波段毫米波測(cè)云儀測(cè)試方法》編制說明

氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀測(cè)試方法》編制說明一、工作簡(jiǎn)況任務(wù)來源本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)氣象儀器與觀測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) （SAC/TC507）提出并歸口。2019年2月26日，中國(guó)氣象局政策法規(guī)司下發(fā)《關(guān)于下達(dá)2016年氣象觀測(cè)裝備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃的通知》（氣法函〔2016〕3號(hào)），《全固態(tài)ka波段毫米波測(cè)云儀測(cè)試方法》（以下簡(jiǎn)稱：《測(cè)試方法》）項(xiàng)目列入中國(guó)氣象局2019年度氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)：QX/T-2019-72。本標(biāo)準(zhǔn)起草工作由中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心（以下簡(jiǎn)稱：探測(cè)中心）承擔(dān)。協(xié)作單位西安華騰微波有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱：華騰公司）。主要工作過程2018年3月，探測(cè)中心針對(duì)全固態(tài) ka波段毫米波測(cè)云儀的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，調(diào)研國(guó)內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，查閱相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和氣象部門業(yè)務(wù)文件，明確了全固態(tài)ka波段毫米波測(cè)云儀的主要技術(shù)指標(biāo)，測(cè)試項(xiàng)目及主流測(cè)試方法。2018年4月-8月，探測(cè)中心根據(jù)前期調(diào)研結(jié)果，編制《測(cè)試方法（初稿）》，并向中電錦江、敏視達(dá)、西安華騰、恩瑞特、智鴻達(dá)電子、四創(chuàng)電子、航天科工 23所等相關(guān)企業(yè)征求意見，并邀請(qǐng)各生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)在北京召開 2次技術(shù)研討會(huì)，廣泛征求意見。2018年11月13日，探測(cè)中心將編寫完善的《測(cè)試方法（咨詢稿）》，在北京組織召開專家咨詢會(huì)，進(jìn)一步對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)咨詢。2019年1月，根據(jù)中國(guó)氣象局政策法規(guī)司《關(guān)于征集氣象觀測(cè)裝備標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目承擔(dān)單位的通知》（氣法函〔 2015〕38號(hào)），探測(cè)中心牽頭組織相關(guān)協(xié)作單位，組建了起草組，進(jìn)行了任務(wù)分工，撰寫了申報(bào)材料，申報(bào)了《測(cè)試方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草項(xiàng)目。2019年2月，根據(jù)中國(guó)氣象局政策法規(guī)司《關(guān)于下達(dá) 2016年氣象觀測(cè)裝備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃的通知》（氣法函〔 2016〕3號(hào)），探測(cè)中心聯(lián)系協(xié)作單位，成立標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目組，啟動(dòng)本標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。2019年5月編制小組在北京召開研討會(huì)，確定了編制大綱，明確了人員分工、編制進(jìn)度和溝通協(xié)調(diào)機(jī)制。2019年5月-6月，編寫組對(duì)編制過程中遇到的具體技術(shù)問題在華騰公司進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，對(duì)《測(cè)試方法》的可行性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，對(duì)測(cè)試方法進(jìn)一步修改完善。2019年9月，經(jīng)多次討論后，對(duì)測(cè)試方法進(jìn)一步完善，根據(jù)《關(guān)于山洪標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)項(xiàng)目中期檢查活動(dòng)的通知》（氣儀標(biāo)委函〔 2019〕36號(hào)），對(duì)《測(cè)試方法》進(jìn)行中期匯報(bào)，并針對(duì)意見進(jìn)行修改，并形成《測(cè)試方法（征求意見稿）》。2019年9月至12月，將《測(cè)試方法（征求意見稿）》公布征求意見，共發(fā)出40份，截止到2019年12月底，共收到回函30份，項(xiàng)目組開始梳理專家意見并修訂標(biāo)準(zhǔn)，形成《測(cè)試方法（送審稿）》。標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作陶法，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心，高工，本標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的總體設(shè)計(jì)、起草、修訂和征求意見的技術(shù)指導(dǎo)等工作。胡樹貞，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心，工程師，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的申報(bào)、起草、修訂及實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證等組織工作。何平，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心，正研級(jí)高工，參與該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)檢驗(yàn)指導(dǎo)、技術(shù)性能測(cè)試部分編寫。張雪芬，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心，正研級(jí)高工，主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草前期的方案制定、主要部分章節(jié)的技術(shù)把關(guān)和修訂等工作。陳巖，西安華騰微波有限責(zé)任公司，參與該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性能測(cè)試部分編寫、負(fù)責(zé)環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性測(cè)試方法的制訂及修訂工作。王剛，西安華騰微波有限責(zé)任公司，參與該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性能測(cè)試部分編寫、負(fù)責(zé)可靠性、安全性測(cè)試方法的制訂及修訂工作。李毅，西安華騰微波有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)方法的測(cè)試和驗(yàn)證工作。周學(xué)華，西安華騰微波有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)方法的審核工作。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)1．編制原則本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草，并堅(jiān)持以下原則：（1）科學(xué)性和規(guī)范性本標(biāo)準(zhǔn)充分借鑒和參考了《全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）功能規(guī)格需求書》 、《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法 天氣雷達(dá)（試行）》、《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法 風(fēng)廓線雷達(dá)（試行）》、《新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)出廠驗(yàn)收測(cè)試大綱修訂版》等技術(shù)文檔，力求在測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法等方面，兼顧當(dāng)前主流技術(shù)和未來的發(fā)展趨勢(shì)，做到科學(xué)性和規(guī)范性。（2）簡(jiǎn)化性、實(shí)用性原則在標(biāo)準(zhǔn)起草過程中，綜合考慮行業(yè)現(xiàn)狀和實(shí)際使用需求，以及經(jīng)濟(jì)成本等因素，對(duì)同類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)做了分析篩選，除明顯不合理的或明顯落后于當(dāng)代普遍技術(shù)水平的個(gè)別指標(biāo)外，盡量涵蓋各廠商指標(biāo)。在試驗(yàn)方法的選擇設(shè)計(jì)方面，盡量引用現(xiàn)有的成熟規(guī)范或經(jīng)過驗(yàn)證的試驗(yàn)方法，確保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性。（3）協(xié)調(diào)性原則編寫組在收集市面上已有設(shè)備的性能、 查閱大量資料、征求多方意見后， 在綜合考慮各方面需求和意見的基礎(chǔ)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達(dá)到內(nèi)容全面，規(guī)定具體，語言通俗，易于實(shí)施。2．主要內(nèi)容的依據(jù)（1）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀調(diào)研應(yīng)用背景在天氣預(yù)報(bào)中， 云觀測(cè)資料主要用于明確天氣狀況，判別天氣系統(tǒng)類型、覆蓋范圍、移動(dòng)和強(qiáng)弱，分析大氣層結(jié)穩(wěn)定度，對(duì)預(yù)報(bào)降水、氣溫、輻射等有重要作用。在數(shù)值預(yù)報(bào)中，有關(guān)云的觀測(cè)主要是通過云分析方案在中尺度數(shù)值模式中的試驗(yàn)應(yīng)用， 所謂云分析是指利用多種云資料，根據(jù)云熱力 -動(dòng)力學(xué)原理及觀測(cè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系等，對(duì)云區(qū)、云量、云底高、云頂高、云狀等進(jìn)行診斷和分析， 進(jìn)一步根據(jù)云雷達(dá)觀測(cè)及物理經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定云內(nèi)各種水凝物（云水、云冰、雨水、雪水、雹等）的含量，并進(jìn)一步通過松弛逼近 (Nudging)方法實(shí)現(xiàn)云內(nèi)信息初始化應(yīng)用， 對(duì)云內(nèi)動(dòng)力熱力場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 在人工影響天氣中， 通過云觀測(cè)資料主要應(yīng)用于作業(yè)條件選擇識(shí)別、 作業(yè)追蹤指揮和作業(yè)效果評(píng)估等業(yè)務(wù)需求， 獲取云的宏觀和微物理特征，如云狀、云類型、云結(jié)構(gòu)、過冷水區(qū)、云水含量、云粒子譜、云粒子特性等。重點(diǎn)提高對(duì)云降水形成、演變及其催化過程的精細(xì)監(jiān)測(cè)能力。雖然在靜止氣象衛(wèi)星云圖上可以得到云分布、 云量、云狀信息，利用紅外輻射與溫度相關(guān)，可以從紅外氣象衛(wèi)星云圖上反演得到云頂高度信息， 但紅外輻射強(qiáng)度還與云體結(jié)構(gòu) （疏密）等因素有關(guān)，因此云頂高度有時(shí)誤差較大。 氣象應(yīng)用中最典型的云信息包括云垂直分布、云水平分布、云量、云狀等，在人影領(lǐng)域還需要云微物理信息。而衛(wèi)星云圖只給出了云量、云狀、云頂分布（需要校準(zhǔn)），而沒有給出云垂直分布、云底水平分布。而 Ka波段毫米波測(cè)云儀能夠提供云的高度信息和云的垂直分布信息，彌補(bǔ)衛(wèi)星觀測(cè)不足。2) 國(guó)外發(fā)展情況科學(xué)研究中，發(fā)現(xiàn)云體和水凝物的宏觀特征和微觀特征的觀測(cè)對(duì)于大氣輻射模型、 天氣系統(tǒng)描述等具有重要意義。因此，美、德、英、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，開展了通過毫米波微波開展云宏觀特征和水凝物微觀特性觀測(cè)的相關(guān)研制和業(yè)務(wù)應(yīng)用技術(shù)的研究。 20世紀(jì)90年代開始，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家完成了包括偏振、 雙波長(zhǎng)、全相干極化多普勒等多種型號(hào)地基毫米波云探測(cè)雷達(dá)的研制， 以針對(duì)云開展相關(guān)探測(cè)， 探測(cè)能力已趨于成熟， 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)也已達(dá)到業(yè)務(wù)應(yīng)用水平。3) 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況我國(guó)從20世紀(jì)70年代開始，就嘗試性開展了毫米波雷達(dá)的研制工作， 但受到波導(dǎo)核心部件技術(shù)水平的限制， 與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家存在明顯差距， 但全固態(tài)發(fā)射技術(shù)的成熟， 為我國(guó)云雷達(dá)研制提供了快速發(fā)展的契機(jī)。 為此，我國(guó)電科集團(tuán) 14所、38所、航天科工集團(tuán) 23所、西安華騰紛紛研制了以固態(tài)發(fā)射技術(shù)為核心的云雷達(dá)， 包括單線偏振云雷達(dá)、 雙線偏振云雷達(dá)、連續(xù)波云雷達(dá)，特別是研制了針對(duì)地面業(yè)務(wù)觀測(cè)需要的毫米波測(cè)云儀， 為我國(guó)建設(shè)世界先進(jìn)水平的地面自動(dòng)化云觀測(cè)和垂直大氣廓線探測(cè)提供了技術(shù)和設(shè)備條件。2013年開始，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心在南郊基地開展全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀的技術(shù)孵化，經(jīng)過幾年的功能、性能改進(jìn)， 目前已經(jīng)有 1家企業(yè)的定型產(chǎn)品通過測(cè)試，取得了裝備許可證，另有 3種型號(hào)正在開展測(cè)試評(píng)估工作。目前，針對(duì)天氣雷達(dá)的測(cè)試方法已經(jīng)成熟，由于 Ka波段頻率更高，造成測(cè)試存在一定困難，因此有必要建立一套規(guī)范化的 Ka波段毫米波測(cè)云儀測(cè)試方法，以便在將來業(yè)務(wù)使用中進(jìn)行規(guī)范化測(cè)試。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制訂情況已經(jīng)發(fā)布的《 QX/T461-2018C波段多普勒天氣雷達(dá)》，重點(diǎn)規(guī)范了地基固定式和移動(dòng)式速調(diào)管發(fā)射機(jī) C波段多普勒天氣雷達(dá)的通用要求，測(cè)試方法，檢驗(yàn)規(guī)則，標(biāo)識(shí)、標(biāo)簽和隨行文件，包裝、運(yùn)輸和貯存等要求。已經(jīng)發(fā)布的《 QX/T462-2018C波段雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)》，重點(diǎn)規(guī)范了地基固定式和移動(dòng)式速調(diào)管發(fā)射機(jī) C波段雙線偏振（雙極化）多普勒天氣雷達(dá)的通用要求， 測(cè)試方法，檢驗(yàn)規(guī)則，標(biāo)識(shí)、標(biāo)簽和隨行文件，包裝、運(yùn)輸和貯存等要求。已經(jīng)發(fā)布的《 QX/T463-2018S波段多普勒天氣雷達(dá)》，重點(diǎn)規(guī)范了速調(diào)管發(fā)射機(jī) S波段多普勒天氣雷達(dá)的通用要求，試驗(yàn)方法，檢驗(yàn)規(guī)則，標(biāo)識(shí)、標(biāo)簽和隨行文件，包裝、運(yùn)輸和貯存等要求。已經(jīng)發(fā)布的《 QX/T464-2018S波段雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)》，重點(diǎn)規(guī)范了速調(diào)管發(fā)射機(jī)S波段雙線偏振（雙極化）多普勒天氣雷達(dá)的通用要求，試驗(yàn)方法，檢驗(yàn)規(guī)則，標(biāo)識(shí)、標(biāo)簽和隨行文件，包裝、運(yùn)輸和貯存等要求。目前已經(jīng)頒布的 C波段和S波段天氣雷達(dá)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中， 對(duì)于測(cè)試方法進(jìn)行了明確規(guī)定，截止目前還沒有針對(duì)全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。 全固態(tài)Ka波段毫米波測(cè)云儀的技術(shù)指標(biāo)在《全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）功能規(guī)格需求書》沒有全面規(guī)定約束，只規(guī)定了最基本的要求，但是與之相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法尚不全面。在本標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中，吸收借鑒了行業(yè)內(nèi)外經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)， 行之有效、合理且可重復(fù)操作的技術(shù)方法， 將其中成熟的技術(shù)方法納入本標(biāo)準(zhǔn)。2）參考依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)包括：GB191-2008包裝貯運(yùn)圖示標(biāo)志GB3784-1983雷達(dá)名詞術(shù)語GB/T33695-2017地面氣象要素編碼與數(shù)據(jù)格式QXT129-2011氣象數(shù)據(jù)傳輸文件命名GB/T2423電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)GB/T17626電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)GB8702電磁輻射防護(hù)規(guī)定GJB151B-2013軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量GJB299B-1998電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)GB5080.7-1986設(shè)備可靠性試驗(yàn)GJB2072-1994維修性試驗(yàn)與評(píng)定QX4-2000氣象臺(tái)（站）防雷技術(shù)規(guī)范QX/T8-2000氣象儀器術(shù)語參考的文獻(xiàn)資料主要包括：《全固態(tài)Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）功能規(guī)格需求書》（氣測(cè)函〔2017〕110號(hào)）《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法總則（修訂）》（氣測(cè)函〔2017〕36號(hào)）《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法地面氣象觀測(cè)設(shè)備（試行）》（氣測(cè)函〔2016〕5號(hào)）《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法天氣雷達(dá)（試行）》（氣測(cè)函〔2016〕156號(hào)）《氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備測(cè)試方法風(fēng)廓線雷達(dá)（試行）》（氣測(cè)函〔2017〕185號(hào)）（3）測(cè)試內(nèi)容測(cè)試內(nèi)容包括：成套性檢查、外觀結(jié)構(gòu)檢查、功能檢查、技術(shù)性能測(cè)試、測(cè)量性能測(cè)試、環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試、可靠性和維修性、安全性能等。（4）技術(shù)指標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀的技術(shù)指標(biāo)要求與 《全固態(tài)Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）功能規(guī)格需求書》中重復(fù)部分保持一致， 測(cè)試方法參照天氣雷達(dá)和風(fēng)廓線雷達(dá)的方法，根據(jù) Ka波段的實(shí)際特性進(jìn)行制定。表1測(cè)云儀技術(shù)性能指標(biāo)要求系統(tǒng)名稱測(cè)試項(xiàng)目指標(biāo)要求工作頻率35GHz±500MHz天線體制卡塞格倫天線口徑≤2.5m波束寬度≤0.6°第一副瓣≤-20dB天線和饋線天線增益≥50dB駐波比≤1.5收發(fā)饋線損耗≤3dB極化方式水平極化發(fā)射，水平極化接收天線罩雙程損耗≤2dB天線罩指向誤差≤0.4°最窄脈沖寬度≤1μs發(fā)射峰值功率≥10W發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射功率穩(wěn)定度±0.5dBm頻譜寬度≤20MHz極限改善因子≥25dB接收機(jī)增益≥30dB（不含AGC）接收系統(tǒng)接收機(jī)噪聲系數(shù)≤6dB接收系統(tǒng)線性動(dòng)態(tài)范圍≥80dB系統(tǒng)最小可測(cè)信號(hào)功率≤-110dBm≤-30dBZ（10km高度，不計(jì)大氣衰減）整機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)相干性≤0.4°機(jī)內(nèi)強(qiáng)度自標(biāo)定精度≤1dBZ遠(yuǎn)程監(jiān)控功能遠(yuǎn)程監(jiān)控：具有對(duì)開/關(guān)機(jī)、參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)、錯(cuò)誤故主要功能障的遠(yuǎn)程監(jiān)控；自定標(biāo)功能自定標(biāo)：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)度的自定標(biāo)；數(shù)據(jù)獲取率缺測(cè)率≤2%數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可比較性云底高：云高＜1km時(shí)，±100m；云高≥1km時(shí)，±10%；云頂高：云高＜1km時(shí)，±100m；云高≥1km時(shí)，±10%。設(shè)備設(shè)備可靠性平均故障間隔時(shí)間（MTBF）≥2000h；平均故障修復(fù)時(shí)間（ MTTR）≤0.5h（5）測(cè)試儀表要求頻譜儀：用于測(cè)試發(fā)射頻率和脈沖上升、下降沿等，測(cè)量范圍 0～40GHz；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀：用于測(cè)試天線電壓駐波比、收發(fā)隔離度和系統(tǒng)損耗等；示波器：用于測(cè)試中頻信號(hào)波形和控制時(shí)序等，測(cè)量范圍 0～500MHz；三、

功率計(jì)（包括探頭）：用于測(cè)試發(fā)射機(jī)功率等，測(cè)量范圍≤ -20dB；旋翼無人機(jī)：用于攜帶金屬反射靶，飛行高度≥ 2Km；金屬反射靶（如采用菱形） ，邊長(zhǎng)應(yīng)不小于毫米波測(cè)云儀工作波長(zhǎng)的 5倍；主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果1本標(biāo)準(zhǔn)界定的全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀測(cè)試方法驗(yàn)證情況綜述2018年，探測(cè)中心就著手開展毫米波測(cè)云儀的測(cè)試工作，并在該標(biāo)準(zhǔn)編寫之初，就召集相關(guān)研發(fā)企業(yè)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)和測(cè)試方法的技術(shù)研討。并編寫《測(cè)試方法（初稿）》進(jìn)行發(fā)布征求意見，并讓相關(guān)企業(yè)針對(duì)各自設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，并按照《測(cè)試方法（初稿）》對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行反饋。2018年12月開始，探測(cè)中心啟動(dòng)毫米波測(cè)云儀的測(cè)試評(píng)估工作，先后在中國(guó)氣象局大氣探測(cè)試驗(yàn)基地、華騰公司開展功能和性能測(cè)試， 并在上海寶山區(qū)氣象和湖南省長(zhǎng)沙市氣象局開展外場(chǎng)試驗(yàn)。其測(cè)試方法嚴(yán)格按照《測(cè)試方法（初稿）》開展。功能和技術(shù)指標(biāo)測(cè)試由測(cè)試組組織專業(yè)技術(shù)人員依據(jù)《全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）功能規(guī)格需求書》（2017）和《全固態(tài) Ka波段毫米波測(cè)云儀（基本型）測(cè)試方案》（ 2019），檢查廠家提供儀器各項(xiàng)內(nèi)容是否符合要求，包括：（ 1）天線和饋線；（ 2）發(fā)射系統(tǒng)；（ 3）接收系統(tǒng)；（4）整機(jī)系統(tǒng)；（ 5）信號(hào)處理；（6）數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品輸出功能檢查；（ 7）隨機(jī)材料及外觀檢查等。 根據(jù)測(cè)試方案要求， 對(duì)被試設(shè)備進(jìn)行功能和技術(shù)性能測(cè)試， 測(cè)試項(xiàng)目主要包括（1）天線和饋線；（2）發(fā)射系統(tǒng)；（3）接收系統(tǒng)；（4）整機(jī)系統(tǒng)；（5）信號(hào)處理；（6）數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品輸出功能檢查；（ 7）隨機(jī)材料及外觀檢查等。經(jīng)測(cè)試，測(cè)云儀外觀整潔，無損傷和變形，產(chǎn)品標(biāo)志和字符清晰完整；設(shè)備結(jié)構(gòu)完整，各零部件、緊固件、連接件安裝牢固；三臺(tái)設(shè)備功能和技術(shù)性能測(cè)試結(jié)果均為合格。外場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試評(píng)估按照《總則》的要求執(zhí)行， 測(cè)云儀應(yīng)在至少 2個(gè)不同氣候特點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)不同氣候區(qū)域連續(xù)測(cè)試至少 3個(gè)月，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定的可靠性要求。外場(chǎng)測(cè)試站點(diǎn)應(yīng)選擇在具有 L波段業(yè)務(wù)探空的氣象觀測(cè)站進(jìn)行， 配備激光云高儀、全天空成像儀輔助進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。外場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容包括：（1）數(shù)據(jù)完整性（考核數(shù)據(jù)缺測(cè)率或稱數(shù)據(jù)獲取率）；去除由于外界干擾（非設(shè)備原因）造成的數(shù)據(jù)缺測(cè)，對(duì)測(cè)云儀數(shù)據(jù)缺測(cè)率進(jìn)行評(píng)估。缺測(cè)率（%）=（測(cè)試期內(nèi)累計(jì)缺測(cè)次數(shù) /測(cè)試期內(nèi)應(yīng)觀測(cè)總次數(shù)）× 100%。缺測(cè)率（%）≤2%。（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性（考核數(shù)據(jù)可比較性）；以L波段業(yè)務(wù)探空儀觀測(cè)大氣廓線資料識(shí)別出的云底和云頂高度作為參考標(biāo)準(zhǔn)云高， 評(píng)估測(cè)云儀觀測(cè)的云底高、云頂高準(zhǔn)確性。（3）設(shè)備可靠性（考核設(shè)備穩(wěn)定可靠性、可維修性）。結(jié)論根據(jù)《測(cè)試方案》，外場(chǎng)試驗(yàn)的評(píng)定項(xiàng)目為數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和設(shè)備可靠性。4.1數(shù)據(jù)完整性排除網(wǎng)絡(luò)和市電故障等客觀因素， 統(tǒng)計(jì)參試設(shè)備上傳到數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品輸出單元的數(shù)據(jù)完整性。外場(chǎng)試驗(yàn)期間 2套參試設(shè)備缺測(cè)率應(yīng)不大于 2%。寶山站數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)時(shí)間為 2019年1月1日~8月23日，共235天，每5秒輸出一組數(shù)據(jù)，應(yīng)測(cè)數(shù)為235天×24小時(shí)×60分×12次=4060800組數(shù)據(jù)樣本，期間缺測(cè)數(shù)為 29208組，缺測(cè)率為0.7%。長(zhǎng)沙站由于發(fā)生2次人為磁盤損壞導(dǎo)致2019年1月1日~4月13日和7月1日~7月22日數(shù)據(jù)丟失，有效觀測(cè)110天，每5秒輸出一組數(shù)據(jù)，應(yīng)測(cè)數(shù)為110天×24小時(shí)×60分×12次=1900800組數(shù)據(jù)樣本，期間缺測(cè)數(shù)為10241組，缺測(cè)率為0.5%。經(jīng)分析，所有參試設(shè)備數(shù)據(jù)缺測(cè)率最大為0.7%，滿足《測(cè)試方案》要求，合格。參試設(shè)備的數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3-1。表3-1參試設(shè)備數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)序號(hào)設(shè)備編號(hào)指標(biāo)(%)應(yīng)測(cè)數(shù)缺測(cè)數(shù)缺測(cè)率(%)測(cè)試結(jié)論1HT101-1502007≤21900800102410.5合格2HT101-17070224060800292080.7合格4.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性用探空獲取的參考標(biāo)準(zhǔn)云高與參試設(shè)備觀測(cè)數(shù)據(jù)組成樣本對(duì)， 分別計(jì)算兩者之間的系統(tǒng)偏差。《測(cè)試方案》要求的準(zhǔn)確性指標(biāo)見表 3-2。表3-2參試設(shè)備準(zhǔn)確性指標(biāo)準(zhǔn)確性指標(biāo)觀測(cè)要素云高＜1km 云高≥1km云底高±100m±10%云頂高±100m±10%外場(chǎng)試驗(yàn)期間，寶山站共獲取94組云底高樣本對(duì)，71組云頂高樣本對(duì)；北京站共獲取64組云底高樣本對(duì)， 37組云頂高樣本對(duì)。按照《測(cè)試方案》統(tǒng)計(jì)分析方法，參試設(shè)備滿足《測(cè)試方案》要求，合格。具體測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表3-