L波段高空气象（共7篇）
L波段高空气象 篇1
L波段探测系统于2008年11月在海口站安装、调试完成, 2009年1月1日正式投入业务运行。与59-701探测系统相比, L波段探测系统具有基值测定方便、自动化程度高、探测数据精度高、功能全、操作简便、记录校对方法多且便捷等优点, 有效地减少了错情率和值班员的工作量[1,2]。其探空资料应用于高分辨率数值预报, 在气象防灾减灾中起到重要作用[3]。但在实际工作中, 观测人员因错误操作和仪器设备本身存在的一些不稳定性因素, 往往会影响探空资料的准确性[4,5,6,7,8]。根据笔者多年的预审经验, 结合对海口探测站L波段雷达探测记录预审中出现的问题, 总结分析了L波段雷达探测资料审核要点, 以保证出站记录和报表合格无错, 为气象预报、气候分析提供准确可靠的高空气象情报和资料[9]。
1 地面人工采集的数据审核
L波段探测系统的地面采集数据包括基值测定数据和瞬间数据, 虽然该系统实现了数据的自动采集 (测风1.0s采集1次, 探空1.2s采集1次) 、自动处理功能, 但地面基值测定数据和瞬间数据仍需人工观测、输入。
1.1 L波段探测系统使用的台站常量参数校对
台站常量参数包括“本站常用参数”中的台站名称、拔海高度、区站号、经度、纬度、干湿球器差订正值、气压表器差订正值、值班人员代码等;“设置发报参数”中的站名代号、报文标志。台站常量参数的设置正确与否, 直接影响到探测数据处理的准确性, 需认真仔细选择、填写。“参数”需在第1次运行软件时输入1次, 以后日常工作中, 注意及时修改变动的“参数”项, 并经常检查其正确性, 同时严禁使用超检仪器, 否则就会发生不可意料的错误, 造成处理后资料不可用的后果。
1.2 确定探空仪序列号
检查探空仪序列号是否正确;调入的探空仪参数文件与厂家配发的纸质所列参数是否一致[5], 注意校对d D0~d D5值;T0、R0读数是否有误, 尤其是2数值接近时有没有输反, R0是不是在合格范围 (正常可使用范围是:8.0kΩ≤R0≤20.0kΩ[10]) 。
1.3 基值测定数据
L波段探测系统的基值测定是放球前30min在室内的基值测定箱内完成, 基值测定前必须做高湿活化、低湿检测, 且读取T0、R0值[10]。预审时一定要认真校对高表-14中所有的原始数据。检查高表-14中基值测定数据比较是否合格 (合格条件:-0.4℃≤△T≤0.4℃;-5%≤△U≤5%;-2.0hpa≤△P≤2.0hpa[10]) , 只有合格的仪器才能施放。若施放了不合格仪器必须在规定的时间内重放球, 否则该时次的资料不可用, 可能造成这次观测资料缺失。
1.4 瞬间数据
瞬间数据是在放球前后5 min内, 读取干、湿球温度、气压、气压附温、云、能见度、天气现象、风等数据[4,10]。必须认真观测、准确输入瞬间数据, 否则有可能造成观测记录系统错误。基值测定和瞬间的温度和湿度相差可能较大, 但基值测定、与瞬间的气压和附温一般不会相差太大。一般情况下, 基值测定、瞬间观测的气压差值在0.5h Pa以内, 附温差值在1℃以内, 若气压相差大于1h Pa, 附温大于2℃, 就要查地面的人工、自动站记录, 对比变化趋势是否一致, 是否是因天气变化引起的跳变, 通过与地面站记录比较来判断读数是否有误。
地面风也是瞬间观测的数据, 它包括风向和风速的观测, 海口站的地面风是从地面自动站直接读取, 如果地面自动站仪器出现故障, 就可能引起地面风读数错误[11,12,13], 而地面的风向、风速与0.5 min量得风层的风向、风速比较接近, 审预时可通过比较地面风与0.5 min量得风层的风来判定数据是否正确。
2 施放点的审核
L波段雷达测角波瓣窄, 自动跟踪的角速度受到一定限制 (方位角≤25°/s, 仰角≤18°/s) , 为避免近距离气球过顶丢球, 放球时应尽量选择雷达便于自动跟踪的下风方向[14,15,16,17]。一般台站都有2~3个放球点, 若不在默认的施放点放球时, 须在“空中风记录中”修改放球点参数, 假如忘了修改, 就可能影响0.5min的量得风层的风, 从而导致近地面的规定等压面或规定高度上的风错误。预审时可通过查看每秒球坐标数据来判断值班员是否作了修改。一般情况下, 00s与01方位相差在10°以下, 若差值在10°以上则要看是否因地面风速大于6m/s, 施放瞬间采用近地面手动抓球, 如果不是手动跟踪, 则可判断值班员未作放球点订正[18]。
3 施放后数据采集及数据处理
3.1 放球时间的校对
(1) 常规定时高空气象探测应在正点时间开始。正点施放时间分别为北京时1时15分、7时15分、13时15分、19时15分, 任何情况下都不得提前施放[4,10]。遇有恶劣天气或其他原因, 不能正点施放时, 可延时放球, 但不能超过正点后75min。所以预审时一定要仔细校对高表-14或高表-13的放球时间。
(2) 若施放气球时, 早按或迟按了放球“确定”键, 必须要进行放球时间订正。预审时打开数据处理软件中的探空秒数据查询, 比较00s与01s的气压值, 由此气压差值来确定早按或迟按了“放球键”的时间[10]。早按了“放球键”的时间很容易确定, 由于气球未放, 探空仪仍在地面, 其气压值不变, 所以气压值不变的时间就是早放的时间;迟按了“放球键”, 要根据气球升速在350~400m/min, 计算气压在近地面每秒变化0.6~0.8h Pa左右, 若00s与01s的气压值>1.5h Pa, 则可判断值班员未做放球时间订正。
3.2 探空数据
(1) 删除飞点。探空仪施放后, 由于频率漂移、外来信号干扰、雷达跟踪异常或天气状况异常等原因, 可能会造成信号弱, 飞点多。若飞点删除不尽会引起高度、温度、湿度数据错误, 特性层选取混乱。审核时可利用自动控制或手动修改探空曲线。在放大10倍的状态下查看有无飞点, 再利用气球高度飞行轨迹看看有无毛刺现象。
(2) 超升速处理。检查气球升速的轨迹图, 看看是否超升速。超升速是指从某一等压面内开始至观测终止气球的平均升速是否<150m/min或>600m/min, 若发现升速异常, 则应从终止层逐点往下移, 直到升速在规定范围内 (150~600m/min之间) 。
3.3 测风数据
(1) 量得风层的风向和风速变化是否有规律。L波段雷达的测风数据是由每个整分钟点及其前后2s的数据平均而得到的, 即58s、59s、10s、91s、92s记录的平均值[10]。在审核测风记录时, 首先要看各分钟的仰角、方位、斜距变化是否有规律, 各分钟参与计算的5s内记录有无突变, 再利用L波段数据处理软件中提供的图形功能, 如“风随高度变化曲线”、“球坐标曲线”、“处理前后球坐标对比图”等, 检查各量得风层的风计算是否有误, 是否按规范要求将突变数据做了删除处理。
(2) 测风秒数据的合理处理。下面以海口站一份方位跳变的记录 (表1) 为例说明数据的合理性。
L波段雷达探测系统业务操作手册规定:参与量得风层风向、风速计算的球坐标仰角、方位角、斜距计算分钟数据分别是该分钟及其上下各2s的仰角或方位角或斜距数据之和的平均值[5]。如表1中的第16分钟计算分钟数据由15′58″、15′59″、16′00″、16′01″、16′02″5组秒数据相加后求平均值而得来的。由此得出表1中第16分钟的方位为127.03, 很显然16′01″的方位跳变, 此秒采集的数据不可信, 应该剔除, 准确而又合理的处理应是将其余的4组合理的秒数据相加求平均值得到第16min的方位, 即158.79°, 比上者更为合理些。当然, 数据处理软件是不可能做出这种特殊处理的, 只能人工计算出正确读数, 再在处理软件中运用手动修改球坐标曲线中的“修改球坐标数据”将正确的数据人工输入进去。这样计算出来的量得风层的风向、风速才是准确可靠的。
4 终止层的确定
打开“探空数据查询”, 检查终止层是否选在气压值最小的点上。由于L波段探空系统数据采集密度大, 1min采集近60个点, 最后经常出现气压值不变的情况, 所以终止层除了根据气压、温度、湿度点的变化作出综合判断外, 还应再结合测风秒数据的高度变化来作出准确的判断。一般情况下, 测风秒数据高度开始持续下降, 气压值最小点处, 温度、湿度无明显突变的时间, 就是探测的终止时间[18,19,20]。
5 特殊记录处理
(1) 下沉记录处理。当遇有恶劣天气如大到暴雨或球入Cb云, 探空气球下沉后又上升的记录, 称为下沉记录。下沉记录由人工确定气球下沉的起始时间和终止时间, “终止时间”是指气球回升到气压符号开始大于气球下沉起始时的气压符号的时间。当遇有下沉记录时, 审核时首先要看是否做了下沉记录处理, 再检查下沉的起始时间和终止时间确定是否准确。
(2) 仰角低于测站“雷达仰角确定值”的处理。当仰角从某分钟开始低于“雷达仰角确定值”, 而后又回升到其值以上, 测风记录照常处理;当仰角从某分钟开始低于“雷达仰角确定值”直至球炸分钟, 测风记录则只处理到等于或大于“雷达仰角确定值”之处。
(3) 气球过顶, 仰角大于90°处理[10]。在探测中, 有时会遇到正好在整分钟气球过顶的情况, 当测风整分钟的仰角读数大于90°时:仰角=180°-仰角读数, 方位角=方位角读数±180° (方位角读数大于180°时, 用“-”号;小于180°时, 用“+”号) 。
6 结语
L波雷达探测系统虽然实现了数据的采集和自动处理, 但在运行中仍然需要值班人员、预审人员认真细致地工作, 预审人员要把好出站记录的最后一道质量关。审核中既要面面俱到, 又要重点突出。定期检查“本站常用参数”的设置, 重点审核探空仪序列号、基值数据、瞬间数据、放球时间、探空、测风数据采集及数据处理、终止层确定及特殊记录处理是否准确, 在探测过程中自动采集的数据确定有跳变现象时, 应按规范要求适当地加以人工干预, 保证出站记录和报表合格, 为天气预报和历史资料提供准确的高空气象探测资料。
L波段高空气象探测资料审核探测 篇2
1.1 系统台站基本参数的审核
L波段高空探测系统台站基本参数主要设置有本站常用参数和发报参数两种。L波段探测系统的常用参数包括台站名称、区站号、经纬度、海拔高度、气压表修改值等, 在设置时要认真输入各项参数, 确保台站基本参数的正确性, 以免影响到高空探测数据的精确处理;发报参数包括报文标志和名代号, 在设置时需要认真、仔细地选择和填写, 确保在软件运行的第一次就能够正确输入。在日后的工作中, 如果另有变动, 要及时修改, 严禁使用超检仪器, 防止处理后的资料出现错误。
1.2 L波段探空仪器序列号的审核
仔细检查探空仪器序列号, 认真核对序列号的参数是否与观测仪器设备厂家配发的系列参数一致, 认真核对d D0~d D5的数值, 查看T0和R0的读数是否正确、接近数值“2”的输入有无错误。一般情况下, R0的有效合格范围为:8.0 kΩ≤R0≤20.0 kΩ。
1.3 地面瞬间数据的审核
对干、湿球温度, 云, 辐射值, 能见度, 天气现象等地面数据要素最佳的读取时间应该控制在放球前、后的5 min内。认真观测、核对输入的数据, 确保数据的准确性, 避免观测、记录方面出现明显性错误。基值测定值与瞬间温湿度值相差较大, 却与瞬间气压值、附温值相差较小。正常的基值测定值和瞬间观测压值应该在0.5 h Pa以内, 附温差值在1℃内。如果基值测定值和瞬间观测压值相差大于1 h Pa, 附温大于2℃, 则认为记录有误。此时需认真检查地面人工采集和自动站的原始记录数据, 查看这两者是否一致、是否因天气变化而出现跳变误差;通过与地面站的自动记录进行比较, 判断读数是否有误, 并比较变化趋势, 判断相关影响因素。
2 放球点的放球资料审核
L波段雷达探测系统中的自动跟踪探空仪对放球的跟踪, 一般根据雷达较为有利的跟踪角度和方向进行选择。通常情况下, 台站有两三个默认放球点。为避免近距离气球过顶丢球情况的出现, 放球地点应尽量选择便于雷达自动跟踪的下风方向。如果没有在默认放球点放球, 则要在“空中风记录”这一备注栏中修改新的放球点参数。如果没有及时修改放球点参数, 会对0.5 min内量得风层的风产生影响, 导致高空风数据出错。一般情况下, 00 s与01 s方位相差应该保持在10°以下, 当地面风速大于6 m/s时, 方位差值将超出10°。施放瞬间采用近地面手动抓球, 如果不是手动跟踪, 可判定值班员未修正放球点。
2.1 放球时间
L波段高空气象探测的时间点应该严格按照规定时间放球, 将时间控制在北京时间01:15, 07:15, 13:15和19:15这几个时间点, 不得随意更改放球时间。如果遇到特殊天气影响正点放球时间, 此时可延迟放球, 但不能超过正点后的75 min。气球释放后要及时按“确定”键, 如果忘记按“确定”键, 则需要订正放球时间。预审时, 通过比较数据处理软件中的00 s和01 s的气压值来确定“放球”键是早按, 还是迟按。如果气压值没有发生变化, 则说明按键过早;如果气球升速在350~400 m/min, 计算气压在近地面0.6~0.8 h Pa之间变化, 说明迟按了“放球”键;如果00 s和01 s所显示的气压值大于1.5 h Pa, 说明放球值班员没有修正放球时间。
2.2 探空数据确认审核
L波段高空探测数据的审核主要是对删除飞点和超声速情况的处理。探空仪放球后, 容易受到雷达跟踪、天气异常现象或外来信号的干扰, 导致探测信号被削弱, 飞点增多。如果没有完全删除飞点, 会造成高度、温湿度等数据出现异常, 审核时要认真查看是否存在没有删除的飞点, 并自动或手动修改探空曲线。超声速是指从某一等压面内观测开始至观测结束, 气球的平均升速如果出现小于150 m/min或大于600 m/min的声速, 则说明超声速存在异常。此时, 应从终止层逐点下移, 直至升速控制在150~600 m/min之间为止。
2.3 测风数据审核处理
L波段高空雷达系统的测风数据是根据各个整点分钟数及前后2 s的平均数据计算得出, 主要是查看风层方向和风速变化之间的规律。通过查看每分钟内的斜距、仰角和方位之间的变化及整点分钟参与计算的5 s内记录是否有突变, 利用L波段数据处理软件内提供的图形检测功能, 对各量得风层的风数据进行检测, 并对量得风层的突变数据作删除处理, 然后手动输入正确数据, 保证计算量得的风层和风速的可靠性。
3 L波段高空气象探测资料的常见问题
3.1 探测仪无法实现放球自动跟踪
L波段高空探测系统能够实现地面放球自动跟踪作业。但是, 在大风天气或受到外界干扰控制时, 会在放球的过程中出现不能自动跟踪的情况。如果放球时天控开关处于自动状态, 跟踪仪容易出现天线死位或雷达下限位出现警报, 导致不能实现自动跟踪目标, 从而造成探空资料的缺失。针对这种情况, 可预先安排操作人员手动跟踪, 保证在放球前天控开关处于手动状态, 放球后可进行手动控制天线的方位和仰角, 利用摄像头对气球进行密切跟踪, 并持续10 s保持在屏幕中央。当气球出现仰角抬升, 可在气球稳定后转换天控开关到自动状态。
3.2 旁瓣跟踪分辨问题
在降雨、大雾天气等能见度较差的情况下, 在相机画面上气球不容易被清楚地观察到, 容易产生旁瓣跟踪问题。如果系统长时间处于这种状态, 可能会造成数据缺测, 甚至重新放球的可能。因此, 判断前瓣除了对4条亮线进行观测外, 还必须对高度、气高值进行观察。旁瓣跟踪产生的增益值一般在150~160 db之间, 这时高度与气高存在较大差值。夜间能见度较低, 无法显示气高, 高度值的增加值在350~400 m/min之间, 不论高低, 如果有旁瓣跟踪, 可将仰角升高10°, 然后实施天线扇扫, 可以快速发现旁瓣现象, 并及时修正。
摘要：L波段高空气象探测系统的使用为获取空旷气象资料提供了更加准确的依据。分析了地面人工采集审核及放球点放球资料审核的注意方法, 并提出探测资料中可能出现的问题, 希望引起工作人员的注意。
关键词：L波段,高空探测,资料审核,基本参数
参考文献
[1]戴丽琼, 黄祖辉, 吴立新.L波段高空气象探测资料审核要点[J].现代农业科技, 2007 (20) .
L波段高空气象 篇3
1.1 天线抖动
雷达开机前如果开机电压不稳或开机速度过快都可导致雷达天线突发抖动现象, 长期这样就会造成天线线缆接触不良, 一旦发生故障不能快速、准确排除, 进而影响探测资料的准确性。为避免这种现象发生, 在开机时先打开主机电源, 再开机, 接着打开示波器等设备电源, 开驱动箱电源, 这样的开启方式使得驱动电源在启动时能有充分的预热时间间隔, 可有效避开先启驱动电源极易引发的其他设备电源打开瞬间发生的电压不稳现象, 保障了雷达探测仪各项设备的稳定运行。准备施放气球时, 雷达天控处于自动跟踪状态, 此时也极易出现天线抖动问题, 特别是处在低仰角状态下出现天线抖动会对底层大气数据采集质量造成很大影响, 严重时将无法跟踪上探空仪。因此, 在开启雷达主电源后、驱动箱电源前, 将放球软件界面的天控开关转至自动状态, 然后再重新调整为手动状态。
1.2 天线“死位”
雷达天线属于裸露安装, 长期使用难免会出现汇流环变脏, 造成雷达天线仰角、方位被“锁死”不动, 而电机驱动箱仰角和方位绿指示灯不亮、红指示灯和界面报警灯亮, 影响观测数据。遇到这种情况出现, 要快速重启电机, 关闭再重启电机驱动箱开关, 通过及时发现问题并处理问题, 减少放球过程中探测资料误差。
1.3 接收机信号状态
放球过程中, 接收机增益数值随着气球高度的变化而出现不断变化, 因此, 必须随时做好增益的观察调节, 使接收信号保持良好状态。操作员进行增益调节时, 要将天线对准目标物, 示波器显示出角度方式, 手动增益开关旁边的两个小按钮来调节该接收机增益, 当增益指示表头对应的数值最小且示波器4条亮线达到饱和时, 即表示增益已调整到适时最适值 (30~50d B) 。与此同时, 还必须实现频率与增益的同步调整方可保证信号达到最佳状态, 所以确定好增益数值后, 还应进行频率调整, 将其开关设置为自动状态, 使记录频率指示表头显示的频率数值在1657.0MHz附近, 或是打开小发射机, 改示波器为距离方式, 凹口深度在1/3~2/3处。只有接收机增益和频率都调整为最佳状态时且做好随时观察调节才能使所接收的信号达到最好, 探测资料数据正常传输。
2 观测记录问题
2.1 地面瞬间观测
地面瞬间观测是气球施放前后5min内完成的代表施放气球瞬间的气象要素数据, 数据的准确性对高空探测资料整理有系统性影响。因此, 业务人员应认真正确读取地面标准仪器获取的气压表及其附温、干球温度、湿球温度读数, 严格规范输入, 杜绝因输入错误造成的整份高空气象探测记录出现系统性差错。
2.2 探空记录资料处理
L波段雷达自动化程度高, 有着较高的数据探测精度和采样率, 所采集到的整份记录数据密集、量大, 导致飞点的机率较大, 必须正确处理好温度、湿度、气压3要素的飞点, 否则就会影响记录特性层的选择, 如果飞点正好出现在规定的等压面或对流层, 则对资料数据的正确性造成很大影响。南京属亚热带湿润气候, 每年的6月下旬~7月中旬为梅雨季节, 雨水多, 雨日长, 相对湿度大, 致使湿度出现飞点的频率更高, 遇强对流天气影响更重, 甚至难以判断获取的紊乱讯号的变化趋势, 值班员必须认真、仔细处理这些杂乱的记录, 才能避免出错。
3 测风记录异常
高空气象探测业务人员应全面掌握高空探测规范及操作, 熟悉探测系统和软件, 以快速准确应对处理探测过程中出现的各种问题。如果在某一天某一时间点的测风记录上出现了数据突跳问题, 必将影响量得风层的计算, 进一步影响规定高度和等压面风的计算, 进而影响正常发报和报表制作的准确性。业务员在处理这种情况时, 可视数据突跳的时间来具体处理, 如果该分钟数据异常可将这分钟数据作缺测处理;若是其中1s数据突跳, 该分钟数据平均值就采用其余4s数据计算;出现了2s或以上数据突跳时, 若为斜距, 就考虑以高度代替, 通常要代替几分钟的斜距数据, 这样计算出的数据差值就不会太大。
4 复杂天气、突发事件的应急处理
高空探测过程中出现的复杂天气主要包括强降水、沙尘暴、大风或台风、雷暴雨等, 突发性事件主要有探测设备故障、停电、业务软件瘫痪、通信故障和外界环境突变的干扰等。当遇到复杂天气、突发事件时, 如业务人员不能应对, 必须在最短时间内通知台站领导, 由领导亲自指挥探测工作, 并组织作好各项工作的应急处理。
通常, 遇强降水、积雨云过境等影响气球正常升速的天气现象时, 应适当增加气球氢气充气量, 保证气球可正常升空, 如果探测过程中500h Pa以下出现了气球下沉现象, 要迅速根据各方面情况判断气球是否还有上升的可能, 做好在规定时间内重放球的准备, 避免探测数据缺测等事故发生;台站出现大风 (或台风) 、沙尘暴、大雾等天气影响气球施放时, 必须增加放球辅助人员, 保证能顺利放球和对释放后气球的正常跟踪, 若出现丢球, 致使低空测风记录缺测, 则应设法进行补测;当积雨云过境或出现雷暴等均可能影响到探空仪的正常工作, 应尽量避开这类天气条件出现时进行施放, 气球施放后如果未达到500h Pa却出现探空仪被雷击或传感器变性等故障, 应立即进行重放球。当地面接收设备发生故障, 要立即启用备份探测设备;探测过程中出现业务软件瘫痪等, 导致数据采集不能正常进行, 可迅速采用最有效的办法进行处理和恢复;如果发生了通信故障, 影响报文和探测资料不能正常上传时, 要尽快利用其他辅助通信手段, 在规定时间内完成报文和探测资料的上传;当遭遇其他突发性事件时, 要力保500h Pa以下探测资料的正确性;若是遇到突然停电, 应立即启动自备电源。
摘要：高空气象探测过程中出现的天线抖动及“死位”、接收机信号状态等雷达探空仪操作问题, 地面瞬间观测、探空记录处理等观测问题, 测风记录异常以及发生的复杂天气、突发事件等情况是影响高空气象探测资料准确性和完整性的常见问题, 应根据实际情况作出相应的处理。
关键词：L波段雷达探空仪,高空探测,常见问题,处理方法
参考文献
L波段高空气象 篇4
卢氏县位于河南省西部, 邻接山西省和陕西省, 位于洛河上游。本区属暖温带大陆性季风气候, 气象工作在这里也有很大程度的发展, 特别是L波段高空气象探测雷达方面, 对比与其他区域已经有更高层次的发展。L波段高空气象探测雷达在新疆昌吉自治州发展路径和其他地区大致一样, 但因为各种因素的不同又有所差别, 存在着一些特殊的问题需要解决。下面针对L波段高空气象探测雷达在新疆昌吉工作中出现的特殊问题, 进行科学的诊断和思考, 对其解决方法进行探究。
1 L波段高空气象探测雷达出现的特殊问题及处理方法
L波段高空气象探测雷达技术是我国自主研发的具有国际水平的先进技术。它在实际工作中综合了其他所有设备和技术的优势, 并在一定程度上有所升华, 实现了我国气象探测向精度化和质量化发展。由于L波段高空气象探测雷达是我国的新型技术, 在实际发展中并不是非常的完善, 总是会出现这样那样的问题, 在一定程度上影响了气象工作的正常展开。现就以下几个方面对L波段高空气象探测雷达在实际工作情况中出现的问题进行分类讨论。
1.1 跟踪出现异常
在雷达的实际探测中, 出现跟踪异常的原因有很多, 雷达自身的问题, 放置雷达的周围环境不合理, 实际操作员的操作失误, 受恶劣天气的影响等, 对应可分为雷达因素、环境因素、人为因素、天气因素4种, 其中天气因素是最为重要的。其实际的应对措施有对雷达进行必要的检修和检测, 增大雷达的信号释放强度;尽量选择理想的放置区域, 排除一切对于雷达工作有阻碍的因素, 使其可以正常的工作;对值班人员进行严格的管理, 保证其工作的质量, 对其工作的内容和细节进行选择性的培训和引导, 最大化的提高其在L波段高空气象探测雷达操作中的技术熟练度, 从而达到雷达正常工作的目的。
1.2 大风放球问题
L波段高空气象探测雷达在实际工作中出现的大风放球主要是因为其自身的放球绳没有达到规定的长度或受到地面的风向和风速问题的影响而发生的。其具体的解决方法是对于L波段高空气象探测雷达放球绳的长度严格的要求到系统规定的30m以上, 不能有所偏差;另外, 在放球过程中要对地面的风向和风速有特别的关注, 如果当地情况特殊, 可以对于绳子的长度进行适量的增长, 以减少其事故的发生率。
1.3 旁瓣球问题
1.3.1 旁瓣球产生的原因
大致可以分为4个方面:
1.3.1. 1 操作员操作不当使得气球飞离主瓣区, 进入旁瓣区, 形成了假定向的结果;
1.3.1. 2 在探测低空静风天气时, 相应的仪器升空时, 因为其特
性而使信号变得最差, 此时雷达最容易出现跟踪失败, 致使其飞离转向, 出现旁瓣球;
1.3.1. 3 在探测低空大风天气时, 如果雷达的天线到放球点的方
向和风向相对的话, 气球释放以后极容易经过雷达天线飞离主瓣区, 而此时的雷达天线因为自身的限制出现死角, 不能检测到气球的位置。出现旁瓣球, 特别是当放球点只有一个时, 此问题尤其严重;第四是夜晚或其他可见度低的天气, 因为操作不当或者其他原因, 造成了旁瓣球的出现。
1.3.2 应对措施
针对旁瓣球的起因和其特点, 对其的应对措施有:
1.3.2. 1 在静风或者风向与雷达天线到放球点相反的天气时应该安排相关的人员防范旁瓣球的出现, 必要时进行手动控制抓球;
1.3.2. 2 在遇到大风并且大雾天气时, 操作人员应该注意相关仪器的指示, 必要时进行手动控制;
1.3.2. 3 在手动控制中, 根据实际的情况适时及时的把控制方式
切换为自动状态, 并且要对仪器进行操作, 确认跟踪目标的捕捉, 必要时重新手动控制;
1.3.2. 4 旁瓣球状态下的探空信号很差, 数据的误差警报不停出
现, 此时应该先手动操作使得雷达的跟踪正常以后改为自动跟踪并删除其错误数据。
1.4 重放球问题
在放球以后, 可能因为操作不当或其他的因素导致放球不合格, 需要进行重放球。在重放球操作时, 一定要先关闭相应的放球软件, 再按照其固定的顺序关闭雷达, 然后开启雷达和相应的放球软件, 这样才能再一次的进行放球工作的流程, 给下一个放球的成功做好铺垫。
1.5 丢球问题
丢球在L波段高空气象探测雷达的工作中大致成因有:
1.5.1 跟踪目标位于雷达的正上方, 此时如果跟踪物体距离雷
达较近时, 雷达因为其自身结构的限制而对跟踪物体达不到其跟踪条件, 致使目标丢失;
1.5.2 因为大气温度的增加导致信号的频率发生一定程度的偏移, 使得雷达不能良好的接受信号, 造成丢球现象;
1.5.3 在源目标与雷达相距较远或雷雨天气对信号产生干扰时,
都会造成跟踪信号变弱或者间断性的消失, 此时自动跟踪下的雷达极容易出现丢球。
针对丢球问题的成因和特点, 其解决方法主要分为2类:气球的转向根据天气的变化有不同的变化, 冷空气入侵为逆时针旋转, 暖空气入侵为顺时针旋转, 相应的操作人员应根据此特点对雷达进行手动控制;根据丢球情况发生的直接原因进行与之相对的技术操作, 利用雷达找到丢失目标。
2 结语
随着社会的发展, 全民科技的时代也将降临, 这就对现在所有科技向更高更精的发展有了新的要求。L波段高空气象探测雷达作为一个我国自主研发的科技势必会在未来有新的内涵和意义, 用来适应将来的气象探测工作。作为一个优秀的气象探测技术员, 更应该对L波段高空气象探测雷达在当下发展和工作中出现的问题进行科学的分析和理论的推导, 掌握L波段高空气象探测雷达工作的核心原理, 不断的对其进行探索和钻研, 从而适应L波段高空气象探测雷达在未来的发展。
参考文献
[1]雷卫延, 罗雄光, 周钦强, 等.L波段雷达大发射机故障通用检测方法详析[J].广东气象, 2012 (4) :60-62.
L波段高空气象 篇5
L波段的高空气象探测业务系统为天气预报、开发气候资源以及天气气候的变化、灾害性天气监测等提供了重要的气象信息。本文将通过阐述L波段高空气象探测业务工作中的常见问题, 并分析探讨其应急处理措施, 以提高天气预报的准确率和灾害性天气的探测能力, 更好地为人们的生活等提供气象保障。
1 L波段高空气象探测业务的常见问题及应急措施
1.1 突发事件和复杂天气的发生及应对措施
在L波段的高空气象探测过程中也会遇到各种各样的突发问题, 严重影响着高空气象探测工作的顺利开展, 比如业务软件的瘫痪、突然停电、地面的跟踪 (接收) 设备出现故障等问题。对于高空气象探测业务中出现的一系列问题, 需要积极做好各种设备及软件的备份工作。为了防止这些突发事件, 成都市的气象站往往采取起用对气球的备用设备进行施放。对于发生突然停电的状况, 各气象站应该提前配备备用电源, 另外, 还需要仔细地对备用的电源进行定期检查, 必须使备用的电源能够正常工作, 争取能使系统在稳定运行的同时, 还能提高高空气象观测的质量。
在高空探测的过程中还可能会出现大雪、强降水、雷暴等复杂的天气状况, 在一定程度上影响着气球的正常升速。为保证气球正常升空, 工作人员可以依据实际情况适当的加大氢气球的充气量。如果, 受天气现象的影响, 使探空仪不能正常工作, 就需要根据实际情况适当的把气球的施放时间推迟。如果在探测的过程中出现探空仪遭受雷击或者是传感器变性的情况, 就需要立即重放球, 但是需要注意的是重放球的时间必须是在规定的时间范围内。当在距地3000m以下进行的测风记录缺测时, 应该想办法进行补测。当气球的施放受恶劣天气状况 (台风、沙尘暴等) 的影响时, 必须采取人工辅助的方式, 保证气球的正常施放, 同时还要保证气球施放后的顺利跟踪。还必须在探测前1h预计可能出现的天气状况, 并想出其应对措施, 以便在情况发生时能够熟练准确地解决问题。
1.2 雷达天线“死位”的问题及应对
高空气象探测业务中还可能会出现雷达天线的方位和仰角固定不动等问题。如果发生这种情况, 电机驱动箱的中至少有1个灯会熄灭, 这时需要及时关闭之后再迅速启动驱动箱的开关。如果出现方位角或者“放球软件”界面仰角的数据不动, 但是雷达的天线还在转动的现象, 需要先迅速地关闭发射机开关, 然后把天控的开关置于手动, 再按规定的步骤进行关机。全部步骤完成之后, 需要再按相反的步骤开启各个开关, 先将天控开关置于手动, 再打开“发射机”开关, 以激活雷达与终端间的通讯传递。
1.3 仰角低于观测站、气球过顶的处理方法
对于“雷达仰角确定值”来说, 当从某1min开始, 出现仰角低于雷达仰角的确定值, 然后又回升到雷达仰角确定值以上的情况, 测风记录应该照常处理;当从这1min开始出现仰角低于确定值直到球炸分钟的情况, 只处理到“雷达仰角确定值”小于或者等于测风记录处。
还可能会出现气球过顶的现象。气球过顶时的仰角较高, 致使没有办法确定过南、过北。在探测过程中会遇到在整分钟气球过顶的情况, 当其仰角大于90°时, 仰角等于180°减去仰角的读数, 用方位角读数加上或者减去180°就能得到方位角, 当方位角的读数多余180°时用减法, 当方位角读数小于180°时用加法。
1.4 有关气球下沉时相关记录的处理
有关气球下沉记录的处理主要包括对气球下沉时的压、温、湿的处理和对测风的记录的处理。气球下沉的起始点时间和上升的终止点时间等都是由人工确定的。计算机会自动删除气球下沉和又回到下沉的起始点间的数据资料, 之后前移终止点后的记录, 以后的记录还照常处理。应该从坐标数据中读出每秒球相对应的整分钟数据, 上下衔接点之间量得的风层不必计算。当气球下沉的数据符合内插条件, 且落在规定的风层之内, 就用线性内插进行计算, 不符合内插条件的用靠近法代替。
2 L波段高空气象探测系统使用过程中需要注意的问题
在L波段的高空气象探测的过程还要注意以下常见问题:在使用探空仪之前, 应该判断仪器盒盖上的号码与智能版上的号码的一致性, 每一条连接线和温度组件是否完好无损等;还需要根据实际的情况, 通过适当调整应答器的凹口来调整电位器的办法实现正常跟踪, 因此, 需要对凹口的形状进行检查。在进行放球之前, 为了降低增益, 应该将增益自动转换为手动, 还应该适当调整接收机的频率使其处于最佳的接受状态, 最后再将其转换为自动。
为了实现天线自动对准探空仪, 要求室外的探空仪偏离天线一定的角度, 还要保证两者之间的距离多于30m且有一定的高度。还可以通过适当增大放球点之间的距离的办法, 排除信号的干扰, 使天线能够正常良好跟踪。
各个台站应该仔细观测地面的风向、风速等气象要素, 为实现雷达自动跟踪的成功, 放球点的位置应该选择在天线的下风方向。在出现大风等不寻常天气状况时, 需要时刻掌握气球施放后的运动轨迹, 以便于发生特殊状况使自动抓球失败后可以顺利进行手动抓球。施放人员在放球之后有必要跟踪气球一段时间, 还可以采取其他方式及时地观察是否跟踪成功。另外, 还需要注意在施放气球的同时按下“确定”按钮, 还要及时与施放的气球进行跟踪和沟通, 确保施球工作的顺利进行。
3 结语
L波段的高空气象探测系统实现了数据的采集和自动处理, 提高了气象资料的质量和精度, 减少了错误的发生, 极大地提高了高空气象探测的质量。但是, 自动化程度不断提高的同时, 在气象系统运行过程中也发生了各种各样的突发事件和施放过程中的应急情况, 因此, 需要采取对策和方案解决L波段气象探测过程中出现的问题, 并严格按照业务规范进行操作, 以提高气象观测的质量, 保证L波段高空气象探测系统的稳定运行。
参考文献
L波段气象雷达浅谈 篇6
为了更好的使用和维护雷达了解其工作原理是至关重要和必不可少的。L波段雷达主要应用于探空观测,而探空观测则离不开气象五要素 :风向、风速、温度、气压、湿度。
1.1故障判断
雷达由于是大功率设备,结构也较为复杂,我们都知道层次越多的设备越难制造得尽善尽美,而检测也不可能短期内检查出大部份问题,包括制造工艺问题、设计问题、材料问题、特殊气候问题也需要在实际工作里加以完善,因此故障相对于其它设备多发也就不足为奇了。
判断故障首先必须要求机务工作人员对雷达各个部分的结构构成、线路走向、工作流程、工作原理以及对多发故障点电路的了解程度有很深入的了解,由大方向和简单的入手,层层剥茧直到把问题解决。最怕一开始就往困难处想,这样很容易掉进死胡同里拔不出来。另外有维修经验的同志都知道,使用替换法可以很快判断出故障地方并加以处理,所以必须保管好每个雷达备件并登记,务必做到齐备,如果一旦不齐加上台站离厂家较远尽量提早订购。万用表和示波器是我们的好帮手必须熟练运用。根据我的经验现斗胆将我的处理故障步骤总结如下,以作抛砖引玉,共同讨论。
1.1.1确定故障现象,力可能对故障进行一个具体详尽的描述,还有对故障发生瞬间做一个全面咨询了解来进行初步分析判断。
1.1.2要做到看、闻、听、摸。雷达一旦有故障必须对雷达各个连线、外观、电子元件、电脑终端显示等查“看”有无脱落、明显损坏及显示异常等,“闻”值班室及雷达底座有无烧焦味道,仔细“听”雷达发射机、主控箱、电机等有无异常响声。关机后触“摸”可疑地方的工作温度以检查相关部件有没有工作。根据我的经验大概40%的故障会在这一阶段得到排除,常常可能是接口松脱、线路烧坏和误操作及特殊观测天气引起的等常见故障。即使通过这个步骤不能判断故障点也可疑确定故障的大致位置和查找方向。做好这一步骤的关键是细心和耐心,将会为我们进行接下来的各项检查步骤节省不少时间。
1.1.3在确定好故障方向以后我们就要根据故障现象查看相关系统流程的各路组件工作情况。例如我们发现雷达发射有异常则检查步骤如下 :开机查看电脑软件及主控箱到电脑连接情况——通过示波器查看发射机是否正常工作——检查测距板(3号板)触发脉冲波形——检查发射显示控制板(2号板)——检查发射机电源——检查晶闸管——检查充电电容及所接的二极管——检查防真线——检查脉冲变压器——检查磁控管——检查电磁波传输装置——最后检查天馈线(重点馈源),其它各个系统出问题也应当照此依次检查,除非确定尽量不要节省检查步骤。这要求机务工作人员不但要非常熟悉整套工作流程,还要清楚的知道各种检查方法,当然这个检查过程是非常费时的(常常几小时乃至几天),但只要不懈的努力和积极思考问题总会有办法找出,有时故障点不是单一的,这个时候往往更是考验机务工作人员的耐心。
1.1.4检查出故障点后就需要对损坏设备进行更换或处理。某些地方线路比较复杂需要我们在更换和处理前对各个接口进行记录(最好用笔作图记下)。多数器材和元件都是脆弱的,要做好静电防护,切忌大力拆装。
1.1.5处理完故障后必须开机调试,检查雷达运行的各项参数是否有较大出入。如果偏离正常值太大必须重新检查问题,些许的差距直接关系到整个观测数据的正常有效及雷达的寿命,所以来不得半点虚假,务必做到精益求精。
1.1.6将故障现象、分析情况、检查过程、处理情况、处理结果做好详细的笔记,最好图文并茂以加深印象,当然将故障点拍照则更显形象生动,并思考引起故障的可能原因和理论依据以求达到举一反三的效果,以后出现类似故障可以通过翻阅查找笔记得到很快解决。
2 L 波段高空雷达的使用问题
由于L波段在我国用于气象工作才几年时间,在一些地方还有瑕疵,而造成这些问题的原因是多方面的,这就需要我们气象工作者和雷达厂家一起对雷达进行改良和完善。
2.1雷达过顶问题。这是一个在冬季清晨观测尤其常见的问题,造成这个问题的原因是仪器由地面刚施放,气球在无风状态下飞快掠过雷达仰角80几度甚至90度的时候,雷达天线的转速无法很快进行180度旋转所造成的丢球问题。目前据我所知全国大部分L波段在靠近雷达的地方安装一个经纬仪由人来对过顶无法抓球的问题进行一个弥补,如果在限定时间内无法人工抓球就会被视为无效。某些台站清晨温度极低依然要进行人工补抓,这就在相当程度上造成了工作人员的工作负担,也许适当减轻天线质量或加大电机功率可以减少过顶问题的出现。
2.2雷达旁瓣抓球问题。旁瓣抓球也是经常出现的情况,它的成因是探空仪电磁波的旁瓣在空间中某个角度回波最强,而雷达天线从主瓣丢失则误认为在这个旁瓣最强的角度已经自动跟踪上了旁瓣的探空仪(也就是虚假的一个像),而这个虚假的像在天空有无数个并在频带上呈现均匀分布。由它所散发给雷达的信号对温、压、湿气象要素点影响不大,但却对雷达欺骗了探空仪在高空的真实位置,因此根据它所计算出来的风向、风速有时甚至高达200m/s,可以说是完全错误地、无效地。当雷达误抓上了旁瓣雷达信号,增益将会比斜距一定时的分贝数高出很多,也就是信号弱了很多。而在气球施放时由于增益变化较大我们很难快速发现是否旁瓣抓球而错过了最好纠正时间,而当仪器升高以后发现分贝数过高采取盲抓补救,但再次抓回主瓣的成功率是令人沮丧的。要改善这个问题是很难两全齐美,只有增加雷达频率分辨率和距离分辨率,而做这样的改造都意味着必须大幅提高雷达发射功率才能达到现在的探测距离,在现阶段不太可能。如果根据斜距和增益的正比关系在高空探测软件上开发出一项智能化功能来尽可能的提示工作人员是否旁瓣抓球,不失为一个切实、可行、简单而同样能达到目的的办法。
类似的问题还有很多如冬季探空仪仰角过低下山、发射机内部易打火、电源要求过高艰苦台站无法提供电力保证等问题不在此一一举例。
3 总结
L波段雷达运用于我国气象高空工作不过几年时间,在向全国推广的过程中花费了国家气象局领导、雷达厂家工作人员和各站工作人员的大量心血,虽然无法解决全部问题,但却极大减轻了基本高空台站尤其是艰苦台站的工作强度。
摘要：随着经济的发展气和象探测要求越来越高,以及和国际气象观测接轨,从前主要运用于军事的雷达现在逐渐广泛运用于气象观测及各种民用设备,而我国现阶段高空探测主要是以我国自主研制生产的L波段测风雷达为主。L波段雷达区别于其他雷达显著特点就是波长较长,其波长在18cm左右,相对于其它短波雷达它具有穿透力强、损耗小、所需功率小和观测距离远的特点,能够尽可能减少大气中水汽粒子、尘埃等物质对它信号的衰减,适用于观测低速、简单的运动,由于高空仪器移动速度较慢,多普勒频移现象能够忽略,因此L波段雷达可以基本满足现阶段高空观测的需要,是一款简单实用的高空观测利器。本文主要是以L波段为主来做一个阐述,具体将会讲解到笔者从事几年L波段雷达探测和维护工作的一些经验,同时为了增加本文的立体感,将会对L波段雷达和其他雷达做一个对比讲解。
L波段高空气象 篇7
L波段雷达是用于高空大气综合性的探测雷达。它与数字式电子探空仪相配合，能测定高空的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素，为气象服务提供准确的气象资料。利用跟踪探空气球来测定风场信息的，探空气球上带有无线电回答器(简称回答器)，测量时L波段雷达在地面向它发出询问信号，回答器就对应地发回回答信号，根据每一对询问与回答信号之间的时间之隔和回答信号的来向，就可以测定每一瞬间探空气球在空间的位置，即它离雷达站的直线距离、方位角、仰角，然后根据气球随风飘移的情况，测算出高空的风向、风速，再根据L波段雷达距离数据和角度数据及坐标数据, 就知道了探空气球在空中飘移的快慢和方向，也就可以计算出空中不同高度的平均风速和风向来。另外探空气球上带有无线电回答器升空，是利用气球上携带的探空仪来完成的，探空仪是由温、压、湿反应灵敏的感应元件及转换电路所组成，敏感元件的电参量随着空气中温、压、湿度的变化而变化。而转换电路则对变化的电参量进行采样、编码而形成探空码，然后用此探空码去控制回答器，再由回答器将探空码发回地面，雷达接收机把它接收下来，这样就得到了空中温、压、湿气象要素。
（二）L波段探空雷达天线装置的维护
L波段雷达天线装置，包括天线阵、天线座、和差箱、俯仰减速箱、近程发射机和摄像装置等。雷达天线装置就如人的“眼睛”，“眼睛”不好，“行走”困难, 要想充分发挥雷达的性能，延长雷达的使用寿命，雷达天线装置的维护，是不可缺少的一环。L波段雷达天线装置的维护，可从如下方面进行。
1. 防尘和电气接头检查
由于雷达天线装置安装在室外，受日晒雨淋，天线装置外表和馈线系统外表灰尘较大，应及时除尘清洁。为使雷达的发射和接收信号总处于最佳的工作状态，天线抛物面的清洁尤为重要。因天线抛物面承担着信号的发射和接收，过多的尘埃会影响雷达信号的传输，因此，要定期(季度或半年)清洁天线抛物面的清洁。定期(季度或年)检查各电缆和天线装置内各接揷元件的接头，看是否有被氧化。若电缆插头有氧化现象，可用无水酒精擦洗，并反复多次接揷电缆插头，使它们接触良好，尤其要定期(季度或半年)用无水酒精清洁汇流环，由于汇流环长时间的使用，容易产生碳垢，造成接触不良，所以，汇流环的清洁与否，直接影响着信号上下中转的正常。
2. 防潮
L波段雷达天线座设计有一个耳机对话孔，在雨季或较潮湿天气时，若经常揷拨耳机，潮气容易进入天线座内。使天线座内各接揷元件接头氧化、腐蚀，容易造成接触不良。和差箱、近程发射机箱等的密封也不很完美，潮气也会进入，因此，要做好天线座、和差箱、近程发射机箱等的防潮工作，最好是把探空仪湿度片瓶里的干燥剂集中起来，烘干后用布袋装好，放到天线装置各箱里面，并定期干燥更换。以保证各箱内的元器件都工作在较干燥的环境里，确保它们的正常工作。
3. 防腐和机件润滑
雷达天线装置安装在室外，受自然界影响较大。日晒雨淋，天线装置外表的防锈漆受损后，器件易被腐蚀、氧化(尤其在雨季)，严重时影响到雷达性能发挥和使用寿命，因此，应及时给天线装置做好补漆等护理工作，并定期(季度或年)给天线座各有关部分进行加油、换油，保证天线转动系统的灵活运转，使雷达的工作性能时刻保持在最佳工作状态，从而做到预防和减少雷达故障的发生。
（三）常见故障分析和维修
1. 故障现象：
校正好的光电轴突然偏离很大，四亮线两两不齐。
分析与维修：雷达四亮线两两不齐，但雷达自动跟踪等一切正常。到天线瞄准镜看(当时天空无云)，发现校正好的光电轴突然偏离较大。由于L波段雷达天线的控制，是通过和差环所获取的角误差信号或手动信号来完成的。当雷达自动跟踪正常，即对准了探空仪时，示波器上的四条亮线是两两对齐的，“上”、“下”、“左”、“右”的程序方波幅度是一样的，用示波器检查11-6揷板 (天控板) “上”、“下”、“左”、“右”的程序方波，发现方波幅度有点偏差，首先怀疑天线座和差箱的开关管套上的二极管VK105是否接触不良，打开天线座和差箱，发现箱内有积水 (因前几天下过雨) ，擦干水后，用电吹风把和差箱内的器件全部吹干，重新校正光电轴的一致性，故障排除。
2. 故障现象：
上一时次雷达工作正常，但下次雷达正常开机时，雷达天线失控，自转不停，有时并伴有示波器测角四亮线显示方式与距离显示方式[4]自动不停的切换。
分析与维修：关闭雷达电源，根据故障现象分析，由于雷达天线能转动，可初步判断雷达的同步电机正常，雷达天线的转动，因受天控板(11-6号板)控制，所以，考虑天控板是否正常。更换天控板，开机后，雷达天线控制正常，测角四亮线模式与测距模式也恢复正常，雷达工作正常。下班后，更换原来天控板，重新开机后，雷达天线受控，天线控制正常。但测角四亮线模式与测距模式还自动不停的切换。由此可知，此故障的出现，不是天控板(11-6)造成的。检查主控制箱电源。打开主控箱电源箱盖，经仔细检查并测量主控箱的+5V、+12V、+15V、-15V、～110V电源，发现+5V电源有接触不良现象，且+5V电源有点偏低(+4.8V左右)，经向厂家咨询，厂家提议最好把+5V电源调高至+5.1V左右。调好并上紧+5V输出电源接触头螺钉，重新开机，雷达一切正常，故障排除。
3. 故障现象：
按下“高压”按钮后，发射机电流表无指示，或有一会儿后又掉回零，且自检警示过压短路。
分析与维修：造成发射机高压加不上电的原因有以下三方面：(1)测距板(11-3)有没有发射触发脉冲;(2)终端板(11-4)是否有送出加发射高压指令;(3)发射/显示板(11-2)本身是否工作正常。根据这个思路，先用备份板 (11-3;11-4;11-2) 替换法，发现发射/显示板(11-2)工作不正常。根据11-2板的单元电路图(9a)，结合故障现象有过压短路警示, 调整好示波器，用示波器对(坏的11-2板)2XP1的第12脚测量为低电平方波(下称低电平)，根据电路原理，测得集成块D6第18脚为低电平，D6第2脚也是低电平;因D3B是个与非门电路，根据与非门电路原理，D3B第4脚为高电平，D3B第3脚应为低电平。但实际测得D3B第4脚为高电平，D3B第3脚也是高电平，测集成块D4第13脚为高电平, 但测集成块D4第2脚却为低电平, 这就相互矛盾，根据集成块D4为74HCTLS77型号的原理可知，集成块D4第13脚和第2脚的电位应一致, 换上好的11-2板测得的集成块D4第13脚为低电平，D4第2脚也为低电平, 故判断集成块D4坏了, 更换集成块D4，故障解除。
4. 故障现象：
L波段雷达在地面自动跟踪时，向右方向跟踪速度很慢，但放球后，只要气球不是往右方向的角度变化很大，雷达还能自动跟踪。
故障分析和排除：根据L波段雷达自动跟踪的原理，即雷达天线可以从上、下、左、右四个方向自动转动，是根据软、硬件结合的控制单元将调制在载波上的角误差信号解调下来，使天线朝着误差减小的方向运动，完成自动跟踪的功能，当L波段雷达天线没有对准目标，即雷达的电轴没有对准目标，这样雷达的天线的射频信号有相位差，所以就有角误差信号产生，使雷达天线朝角误差信号产生方向运动，根据L波段雷达的自动跟踪工作原理分析，从程序方波、和差箱开关管套、及电缆线三方面进行检查。
(1）先看看雷达的程序方波是否正常
关闭雷达电源，打开主控箱，用转接板接好11-6板。开雷达主电源、驱动电源，用示波器测量11-6板xp1的第3、4、5、6脚，测得雷达的上、下、左、右四程序方波，四程序方波正常，这说明主控箱的11-6插板正常。
(2）检查和差箱开关管套
关闭雷达电源，拨开11-6板，用万用表测量转接板xp1的第3、4、5、6脚空载时的电阻阻值, 当万用表正极(红表笔)接地时，测得转接板xp1的第3、4、5、6脚空载时的电阻阻值是一样的，为无穷大;当用万用表的负极(黑表笔)接地时，测得转接板xp1的第3、4、5脚空载时的电阻阻值是一样的，但第6脚的阻值比其他三路的电阻明显大些，因此，怀疑和差箱的天线右路的PIN开关管套上的二极管VK105有问题，打开和差箱，取下天线右路的二极管VK105进行测量，二极管VK105正常。
(3）检查电缆线
首先，检查和差箱到主控箱间的电缆线。拧下接和差箱电缆WT9电缆头，根据和差箱电路图XS3所示，找到第10、11、12、13脚。用万用表正极接地，用万用表负极分别测量第10、11、12、13脚，发现它们的阻值都一样。同样，调换万用表表笔再测量上述四根电缆线芯，它们的阻值也一样，因此，排除室内到和差箱电缆线的问题。根据在室内测量11-6板时得出天线右的阻值与其他三路阻值的不同的，天线右的开关二极管VK105又是好的结论，所以，怀疑天线右的调相器[4,5]到天线间有问题。拧开天线右的调相器，发现该调相器里的直导体很松动。由于直导体的松动，导致天线右的调相器与电缆接触不好，上紧调相器的直导体，接好电缆线，回到室内。再测量转接板(11-6板上的)空载时xp1第3、4、5、6脚的电阻阻值，四路阻值几乎一样(调换表笔测量也一样)。至此，故障原因终于查明。准备一探空仪，雷达地面自动跟踪正常，放球后，雷达自动跟踪正常，调整好光电轴，雷达恢复正常。
根据上述故障现象及排除过程，可以分析出产生故障的原因：由于雷达自动跟踪过程中，有时天线抖动较大，使得调相器的直导体松动，导致了调相器与电缆的接触不良，造成角误差信号错误，使雷达自动跟踪不正常。
5.故障现象：
L波段雷达地面方位自动跟踪较慢，但只要不是方位角度近距离变化很大(一秒钟方位角变化5、6度以上)，自动跟踪还基本能工作。
故障的分析与排除：首先，根据雷达自动跟踪的原理，结合雷达故障的原因，先怀疑11-6板的程序方波是否正常。用转接板接好11-6板，开雷达主电源、驱动电源，用示波器测量11-6板xp1的第3、4、5、6脚，测得雷达的上、下、左、右四程序方波的幅度大小一样，这说明主控箱的11-6插板正常。关闭雷达电源，拨开11-6板，用万用表测量转接板上xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，正向时，四路阻值一样，为无穷大;反向时，第5、6脚的阻值比第3、4脚的阻值明显大些，怀疑和差箱左、右两路的开关二极管VK105有问题。打开和差箱，取下左、右两路的开关二极管，量得两二极管为好的。拧下WT9电缆头，发现电缆头受潮，且有铜锈。用电吹风吹干电线头，用无水酒精清洗干净电缆头铜锈，吹干，接好WT9电缆，到室内从新测量转接板xp1上的第3、4、5、6脚的正、反向阻值，四路阻值基本一样，用探空仪地面检查，雷达自动跟踪正常。
由上述故障现象和排除过程，得出产生此故障的原因：由于电缆头受潮，导致电缆线的接触不良，使雷达自动跟踪出现异常。
6. 故障现象：
L波段雷达地面自动跟踪正常，当仰角升高一定角度后，仰角自动跟踪失败(即无法自动跟踪)，当仰角降低到某一角度后，雷达又能自动跟踪。
首先，根据故障现象分析，因雷达在地面自动跟踪正常，可初步判断主控箱11-6板工作正常。加上雷达方位自动跟踪正常，低仰角自动跟踪，所以，天线座里的电机应该是好的。因此，故障很有可能出在电缆线上。关闭雷达电源，打开主控箱，拨开11-6板，接上转接板，测量转接板xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，低仰角时，正向四路阻值都差不多一样(反向也一样)，但当仰角升高大40度时，再测量转接板xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，发现第3、第4脚断开，(反向也一样)。到天线座下，拧下WT9电缆插头，测量第10、11、12、13线芯，发现第10、11线芯有断接现象，至此，可判断，WT9电缆线到室内主控箱间某一电缆线已损坏。打开天线座，用万用表测量WT9电缆线第10、11线芯，确定为WT9电缆损坏。由于雷达设计的原因，WT9电缆线不能单独更换(要四根电缆线一齐换)，重新更换，雷达故障排除。
通过上述故障现象和故障排除的经验，可分析故障产生的原因：WT9电缆线，连接着天线座与和差箱，由于天线工作时的转动和日常的风吹，使电缆线经常产生晃动，时间长，电缆线容易受到损坏，从而造成雷达工作的异常。
小结：
L波段气象高空探测雷达可以说是易学难修。因其集成化程度较高，电路原理图等资料不够详细，在日常工作中经常碰到问题，如高压加不上，误报警等，这些故障，大部分情况下是由发射分机的脉冲变压器坏和主控箱的插板造成的，所以，机务员要多加分析，善于总结，确保高空探测雷达的正常运行。
摘要：L波段探空系统是我国自主研制的新一代气象仪器装备, 由数字探空仪和L波段雷达配合, 可探测0～30千米高空的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素, 具有探测精度高、采样速率快、使用方便等特点, 是我国高空气象探测系统的新型雷达。文章通过对L波段探空雷达的日常维护方法和工作中出现的故障现象, 进行分析判断及经验总结, 提出多种L波段雷达维护维修方法和技能。
关键词：L波段雷达,维护,故障,维修
参考文献
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