新一代多普勒天气雷达

2024-09-23

新一代多普勒天气雷达(精选9篇)

新一代多普勒天气雷达 篇1

新一代天气雷达网作为重要监测工具为定时、定点、定量的精细化临近预报提供了有力支持, 使我国新一代天气雷达技术及应用步入了世界先进行列, 大大增强了各种灾害性天气的监测预警能力, 提高了短时临近天气预报水平, 可为社会经济建设、开展人工影响天气和防灾减灾提供有效、优质的气象服务。

1 新一代天气雷达在临近天气预报中的观测模式

新一代天气雷达中CINRAD/SA速度和谱宽分辨率为250m, 反射率因子分辨率达到1km, 通常5~6min进行一次立体扫描, 这种时效和分辨率是其他大气探测系统无法达到的, 因此将天气雷达观测资料作为制作临近天气预报的主要依据, 而其他大气探测资料仅作为辅助参考。

新一代天气雷达由若干个子系统组成, 包括雷达数据采集子系统 (RDA) 、雷达产品生成子系统 (RPG) 和基本用户终端子系统 (PUP) 及连接它们的通讯线路, 每个子系统都由计算机控制。具有立体扫描模式 (VOL) 、圆锥扫描模式 (PPI) 、垂直扫描模式 (RHI) , 业务观测主要以连续自动立体扫描模式为主, 降水模式主要采用VCP-11或VCP-21立体扫描模式, 其中对降水结构进行详细分析时采用仰角分别为0.5°、1.5°、2.4°、3.4°、4.3°、5.3°、6.7°、7.5°、8.7°、10.0°、12.0°、14.0°、16.7°、19.5°的14层观测模式, 降水过程分析采用仰角为0.5°、1.5°、2.4°、3.4°、4.3°、6.0°、9.9°、14.6°、19.5°的9层观测模式;第一仰角和第二仰角均扫描二圈, 第一圈测量强度, 探测距离为460km, 第二圈测量速度, 探测距离约为140km, 经过退距离模糊处理后可达到230km;这样VCP-11有14个仰角应转16圈, 用时5min左右, 而VCP-21有9个仰角可转11圈, 用时约为6min, 两者相比可看出VCP-21仰角少转圈少但用时长, 究其原因是VCP-21积分次数较VCP-11多, 可见VCP-21数据质量相对VCP-11更高。晴空气象回波观测应采用VCP-31或VCP-32观测模式, 这两种模式均为0.5°、1.5°、2.5°、3.5°和4.5°5个仰角, 其中VCP-31第一、第二仰角各扫2圈, 共转7圈, 而VCP-32第一、二、三仰角各扫2圈, 共转8圈, 用时在10min左右。

2 新一代天气雷达临近预报数据处理原则

2.1 回波分类

在进行临近预报雷达观测时, 首先要区分清降水回波、清空回波、地物回波、超折射回波、海浪回波不同特征。其中降水回波多呈片状、块状或带状, 移动和径向速度分布有规律, 回波强度>20d Bz, 但不同性质的降水差异较大;晴空回波低仰角范围大、高仰角范围小, 多分布在雷达周围, 回波强度<20d Bz, 径向速度图清晰且正负速度分布典型;受雷达周围山脉和高建筑阻挡而形成地物回波, 通常与山脉走向和分布一致, 不发生移动, 回波强且梯度大, 径向速度<1~2m/s, 甚至为0;海浪回波处于海岸线以外, 与海岸线走向一致, 径向速度清晰且分布规律, 回波强度与海浪高度成正比, 但只有在<1.5°或负仰角下能观察到;超折射回波强度梯度大、结构杂乱, 对应速度图以杂波为主, 较为混乱, 随着仰角抬高, 超折射回波自然消失。

2.2 图像显示

在显示图像上, 不同距离的回波距地面的高度是不同的。仰角≠0°时, 扫描出的圆锥面却显示出一个二维平面, 这种效应实际上是把回波面积扩大化, 通常仰角越高则扩大效应越大, 当仰角为90°时, 一条线就可显示成一个面, 而只有仰角=0°时, 所显示面积才是真正的面积, 因此要将显示图像还原为真实图像后再进行回波面积分析。

2.3 坐标变换

做好雷达坐标与地理坐标的变换时确保预报地点准确的关键, 雷达坐标的0°~180°是地理坐标的南、北, 但90°~270°不能视为地理坐标的东、西向。不同观测仰角采用的背景图应进行投影变换, 背景图要通过等距包角变化与观测回波相匹配, 以避免出现较大误差。

3 新一代天气雷达在临近天气预报的应用

利用雷达资料开展台风、暴雨等临近天气预报, 通常根据观测到的回波上直观的台风眼及螺旋雨带确定台风、暴雨具体位置, 采用回波强度、回波面积及风速大小确定台风强度及移向移速, 并确定台风影响的暴雨区和大风区, 预测预报台风未来发展的移向、移速、强度以及影响区域和暴雨区、大风区影响范围。一般常用的雷达临近天气预报方法有以下几种:

(1) 外推法。这是临近天气预报中最常用的一种方法, 但需要根据中小尺度天气变化的复杂性和非线性随时进行订正。首先计算各个区域移向移速进行线性外推, 然后根据此基础按照经验修订, 进一步判断单体的生、消、移向、移速演变以及回波断裂或合并等。

(2) 相似法。预报员依据日常积累的大量历史观测资料, 结合当前天气状态下回波演变特征及移动规律, 查找出与之相似的个例分析实际演变过程然后得出结论进行预报。

(3) 经验法。是根据预报员对新一代天气雷达观测经验对临近天气系统的生消、强度等变化以及系统的断裂或合并、改变等进行分析预报。

(4) 通过同化雷达观测资料利用中尺度数值模式开展数值临近预报是气象领域的研究方向和热点, 其在预报业务上的应用将会大幅度提高雷达监测预报能力, 可为预报员作出较为可靠、准确的预报结果提供决策依据。

摘要:新一代天气雷达在用于监测台风、暴雨、强对流天气等突发性天气事件的短时临近预报具有重要意义。制作临近天气预报必须从天气雷达观测入手, 通过一定的观测模式, 依据雷达回波分析, 掌握不同回波特征是准确分析雷达回波的基础, 判断回波发展趋势, 利用各种灾害性天气的识别判断方法, 从回波上识别各类临近灾害性天气。

关键词:多普勒天气雷达,雷达回波,数据处理,临近预报

参考文献

[1]张沛源, 杨洪平, 胡绍萍.新一代天气雷达在临近预报和灾害性天气警报中的应用[J].气象, 2008, 34 (1)

新一代多普勒天气雷达 篇2

强冰雹天气的多普勒天气雷达探测与预警技术综述

主要介绍了强冰雹天气的有利环境背景条件和强雹暴的多普勒天气雷达识别和预警技术.主要结论如下:(1)有利于强冰雹的`环境条件是-10 ℃和-30 ℃之间的对流有效位能较大;0~6 km之间的垂直风切变较大;0 ℃层距离地面高度适中.(2)强冰雹的主要的雷达回波特征:高悬的强回波;低层的弱回波区(WER)、中高层的回波悬垂和有界弱回波区(BWER);中气旋.(3)能够有效判断强冰雹发生的3个辅助特征指标:VIL密度,**顶辐散和S波段三体散射长钉(TBSS),具体如下:① 强冰雹发生对应的VIL密度阈值是3.5 g/m3,如果达到4 g/m3,几乎肯定发生强冰雹;②产生强冰雹的正负速度差值的阈值是38 m/s;③ S波段雷达回波中出现TBSS是存在强冰雹的充分非必要条件.

作 者:吴剑坤 俞小鼎 WU Jiankun YU Xiaoding  作者单位:吴剑坤,WU Jiankun(中国气象科学研究院,北京,100081;中国气象局培训中心,北京,100081)

俞小鼎,YU Xiaoding(中国气象局培训中心,北京,100081)

刊 名:干旱气象 英文刊名:ARID METEOROLOGY 年,卷(期):2009 27(3) 分类号:P412.25 关键词:强冰雹   环境条件   雷达识别与预警  

新一代天气雷达基数据质量分析 篇3

1 配置天气雷达观测参数的理论依据

1.1 样本采集时间跨度对基数据的影响

新一代天气雷达获取的3种基数据, 即雷达反射率因子Z、径向速度V和径向速度谱宽W, 实际上都是统计特征量, 需要以足够大的样本容量为基础。在数据处理的过程中, 样本采集时间跨度长短不同 (即样本序列的时间覆盖长度等于方向平均时间) , 对这3种基数据的数值均有影响。在反射率因子Z的测量和径向速度V的检测方面, 对某一距离库的样本采集序列而言, 只有当其时间覆盖长度满足一定的要求时, 才能保证有效消除Z中的脉动涨落成分, 压低检测因子D (又被称“识别系数”“可见度因子”) 的数值。

1.2 样本采集时间的确定依据

检测因子D的数值与独立样本容量K之间的函数关系:

为了保证径向速度测量准确度满足指标要求, 径向速度灵敏度的数值必须保证不大于速度准确度指标数值。用Vmin表示雷达系统的径向速度灵敏度, 则Vmin≤Verr必须得到满足。脉冲序列时间覆盖长度Tc与径向速度灵敏度Vmin的关系是已知的, 设与速度灵敏度Vmin对应的最低多普勒频率为fmin, λ0为雷达射频波长, 则要求Tc-1≤fmin.

由式 (2) 可知, 对确定的一部天气雷达而言, 为了保证测速精度达到给定的要求, 脉冲序列时间覆盖长度Tc不能小于一个与径向速度测量准确度指标数值Verr成反比、与雷达射频波长λ0成正比的临界数值tm.

式 (2) 是Tc应满足的第一种关系式。该关系式给出了Tc的下限阈值tm.此外, Tc还要满足另外一个重要的关系:

式 (3) 中:θ0——波束宽度, °;

ω——天线扫描角速度, °/s。

式 (3) 中给出了脉冲序列时间覆盖长度Tc的上限阈值TM, 式 (3) 中的条件之所以必须得到满足, 是因为要保证天气雷达获取数据资料的方向分辨力与天线设备实际具备的高精度方向性相称。

2 合理配置规律

2.1 一般规律

根据脉冲采样数m (个) 、脉冲重复频率F (Hz) 的含义和天线扫描的旋转频率n (r/min, 天线扫描转速用“旋转频率”表示) 与天线扫描角速度ω (°/s) 之间的关系, 可将式 (2) 和式 (3) 合并成复合关系式:

式 (4) 所给出的即为m, F, n这3个观测参数合理配置的一般规律。

2.2 数学分析

为了对复合关系式 (4) 进行数学分析, 可将m, n和F视为3个变量, 它们可构成一个“三维欧氏空间”, 满足复合关系式 (4) 的“点集”可构成一个“子空间”。图1为该三维欧氏空间不同性质的区域划分示意。图1中界面A上的点满足“F=2m Verr/λ0”, 界面B上的点满足“F=6mn/θ0”.在该“m-n-F空间”内, 位于界面A以上的子空间Ⅰ, 对应着脉冲序列时间覆盖长度不足, 导致速度和强度测量精度下降。位于界面B以下的子空间Ⅱ, 对应着脉冲序列时间覆盖长度过长, 导致方向分辨力下降。除了上述两子空间区域外, 剩余的子空间Ⅲ满足复合关系式 (4) , 是一个连通的三维立体区域 (又被称为“数据保质区域”) 。界面A, B的交线是该区域的一条边界线, 该边界线上的点所对应的3个观测参数之间满足F=2m Verr/λ0=6nm/θ0, 因而n=θ0Verr/ (3λ0) .

当n=N0时, 只有F=2m Verr/λ0, 即F, m两者满足该线性函数关系 (互不独立) , 才能使观测参数组合点 (m, n, F) 属于“数据保质区域”, 保证基数据在准确度和方向分辨力两方面都满足质量要求。

当n

当n>N0时, 所获取的基数据的数据质量问题需要具体分析。

2.3 配置方法

先要确定的是脉冲重复频率F (包括双重复频率) , 主要根据对最大不模糊速度和最大不模糊距离来进行。然后根据探测目的或探测对象的不同, 确定天线旋转频率n, 之后确定脉冲采样数目m.如果探测目的是跟踪快速移动、迅速演变的气象目标, 这时需要较高的时间分辨率, 需要选择较高的天线旋转频率n, 但是不能大于其上限阈值N0.

2.3.1 确定脉冲重复频率F

对于SA型天气雷达来说, 由于距离退模糊采用随机相位方式独立完成, 所以, 其脉冲重复频率数值的选择仅依赖于对最大不模糊速度的要求。在已知雷达射频波长λ0的条件下, 单脉冲重复频率F与最大不模糊速度Vmax之间的关系为F=4Vmax/λ0, 而双脉冲重复频率F, F/k (2>k>1, 例如k=3/2) 与最大不模糊速度Vmax之间的关系为F=4 (k-1) Vmax/λ0.显然, 无论在单重复频率还是双重复频率的情况下, 利用Vmax/λ0的数值很容易确定F的数值。

2.3.2 确定天线旋转频率n和脉冲采样数m

确定天线旋转频率n和脉冲采样数m, 利用平面图解的方法方便、直观。

确定天线旋转频率n和脉冲采样数m, 先要配置天线扫描旋转频率n, 就是根据对雷达观测资料时间分辨率的需求 (记录强对流天气过程, 对时间分辨率要求显然较高) 来选择、确定其数值。显然, n的数值在其允许的范围内选得越大, 时间分辨率就越高。当脉冲重复频率和天线扫描频率都选择完毕之后, 脉冲采样数m的选择将被制约, 不能独立地任意配置。针对单重复频率和双重复频率, 举出一个例子来说明配置方法。

在F=600 Hz, n=2 r/min (SA型天气雷达天线扫描频率) 的情况下, m的配置步骤为: (1) 过纵坐标F=600 Hz作横轴平行线, 该线与图2中n=N0 (r/min) , n=2 r/min对应的两线段依次交于A, C两点。 (2) 以A, C两点的横坐标作为端点在横轴上可确定一个闭区间。该区间内的整数构成一个整数子集{32, 33, 34, 35, …, 45}, 该集合内的元素都可以作为m的数值来选择, 一般应该取其最大数值45, 以获得较高质量的多普勒处理结果。

3 结论与讨论

3.1 合理选择天线扫描速度

新一代天气雷达观测参数的合理配置, 会直接影响到所获取基数据的数据质量。在本文讨论的3个最常用的观测参数中, 天线扫描旋转频率的大小对基数据质量的影响最大。如果该参数选择大于其上限数值, 则其他两个参数无论怎样选择, 都不能确保基数据的数据质量。

3.2 提高CINRAD/SA型雷达“体扫”数据质量

在PPI, RHI两种扫描工作模式下, 天气雷达用户可以自行配置F, m, n这3个观测参数, 以保证构成比较合理的参数配置方案。但如果处在“体扫”模式下, 则天气雷达是按照“实时控制软件”的固定设置自动进行工作。虽然用户只可以通过雷达终端和数据采集器的操作自行选定n, m这2个观测参数, 但是, 在一个“体扫”过程中, m这个观测参数不能自动进行动态调整来适应F的变化。

通过本文分析可知, 在F, m, n三个参数中固定F后, 另外两个参数必须相互适应, 否则基数据质量必定下降。而在目前CINRAD/SA型天气雷达“体扫”模式工作的过程中, 脉冲采样数m和天线扫描转速n的数值由使用者选定后, 它们在整个“体扫”过程中一直固定不变, 而脉冲重复频率F却在400 Hz、600 Hz两数值之间不断改变, 导致观测参数组合点规律性地落在“数据保质区域”以外, 致使“体扫”基数据质量下降。因此, 建议CINRAD/SA“实时控制软件”的内部功能进一步完善, 以消除观测参数组合点落在“数据保质区域”以外。

4 结束语

综上所述, SA型雷达系统是中国新一代天气雷达网的重要组成部分, 是我国目前采用的具有高稳定度、高频谱纯度的全相参体制的数字化天气雷达。它可以提供稳定、可靠的基数据, 可保证新一代天气雷达不断满足气象业务的要求, 并在灾害性天气监测预警中发挥其作用。

参考文献

[1]江源.天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用[D].北京:中国气象科学研究院, 2013.

新一代多普勒天气雷达 篇4

多普勒天气雷达是目前对短时强对流天气进行监测的主要手段之一.为了能够使多普勒天气雷达资料在业务预报中得到更加准确、方便的使用,设计开发了利用CINRAD/ CC新一代多普勒雷达资料建立对临近灾害性天气的`监测和预警数据库系统.该系统采用Visual C++6.0 + SQL Server 为开发环境,由雷达原始数据采集和处理系统、雷达图像的显示系统、雷达数据库系统、监测及预警信息的发布系统、客户端应用系统等部分组成,有较好的兼容性和可移植性.实现了实时显示、入库、监测和预警、动画回放等功能,并且系统资源占用少、效率高.能够方便地为气象业务人员使用,帮助预报人员更好地分析天气系统的内部结构及发展趋势,特别是在临近预报和帮助人影值班人员指导防雹作业等方面均能发挥十分重要的作用.

作 者:段文广 安林 魏敏 DUAN Wenguang AN Lin WEI Min 作者单位:段文广,DUAN Wenguang(甘肃省兰州市气象局,甘肃,兰州,730020)

安林,AN Lin(甘肃省兰州市人工影响天气办公室,甘肃,兰州,730020)

魏敏,WEI Min(山东省滨州市气象局,山东,滨州,256600)

新一代多普勒天气雷达 篇5

1 天气形势背景

此次过程发生在夏季, 欧亚中高纬为一槽一脊型。降雹区域均位于高空槽前, 且中低层均可看出西南急流, 亚洲中低纬低槽位于印度半岛, 副高西极点偏东, 位于120°E附近, 湖南省上空从高层到低层为上干下湿, 垂直分布特征明显, 并且干层厚度大于湿层厚度从100h Pa~500 h Pa是完整干层, 温度露点差达20℃以上, 仅850 h Pa有一浅薄的湿层, 而这层浅薄的湿层是随着低空急流建立后才增湿的, 850 h Pa、700 h Pa的切变线和500 h Pa的槽线处于同一位置, 呈迭加形势, 可见上升气流明显, 从而造成降水不明显, 局地对流强的特点。

2 反射率产品分析

反射率回波随时间变化, 利用基本反射率产品进行分析。07:55左右开始有对流性回波单体在桃江县牛田镇生成, 随后其西面宁乡崔坪县的对流单体东移与其合并, 在东移的过程中不断加强, 强反射率因子达50d BZ, 并且可以明显看到“弓状”回波后部出现一个“V”型缺口, 表明大风急流所在;回波强度达到65d BZ, 08:10分地面下了小冰雹并伴有大风, 碗口粗的大树被大风刮倒。08:02径向速度图上有弱中气旋生成, 08:06在6.0°反射率回波图上首次出现了三体散射回波特征 (图略) , 持续时间30min左右。08:12在0.5°仰角的反射率图出现倒“V”型缺口, 最强回波中心为65dbz, 并沿入流方向的垂直反射率因子上表现出弱回波结构, 这是超级单体的典型特征[1], 与倒“V”型缺口对应的是速度图上的中气旋 (见图1) 。08:15超级单体“V”型缺口、中气旋特征消失, 超级单体开始向普通单体风暴演变, 最强回波中心为55dbz, 08:30分左右移出湖南, 影响江西。

由此可见, 此次过程是由普通单体风暴发展成多单体风暴, 再演变成超级单体风暴, 并该超级单体风暴符合成熟的中气旋的概念模型, 最后又减弱为多单体强风暴。

3 三体散射特征

三体散射是产生冰雹的必要非充分条件[2], 若探测到三体散射, 可以对其下游地区发布冰雹预警。此次过程中, 三体散射现象首次出现在07:20, 沿雷达径向伸展的钉状回波长度达20km, 高度为6.8km, 且维持时间长, 有4个体扫, 对应在宁乡的东湖塘开始降雹, 直径最大为18 mm, 07:40该三体散射消失;08:10再次出现三体散射现象, 高度为3.0km, 只维持了1个体扫, 088:30三体散射现象消失, 实况对应的望城的莲花镇、坪塘、长沙、浏阳等地区不同程度地遭受冰雹、雷雨大风和局地强降水的袭击。

图2 7月23日07:18、07:30、07:36 6.0°反射率因子图

4 径向速度产品特征 (V)

主要应用中-r尺度系统的多普勒雷达速度图像特征原理进行分析:

4.1 同时刻不同高度的速度图特征

07:17分的不同仰角径向速度图可以看, 均存在逆风区, 逆风区的周围存在中小尺度的气旋性反气旋性辐合或辐散。0.5°仰角 (1.2km) 有个27m/s的正速度中心, 表明低空急流明显, 1.5° (2.0km) 仰角有明显的气旋性辐合, 而6.0° (7.0 km) 仰角有个明显的辐散 (见图3) 。正负速度差值47 m/s, 根据成熟中气旋的概念模型, 在靠近地面附近的大气边界层内, 中气旋的径向速度特征为辐合式气旋性旋转, 再上面一些是纯粹的气旋性旋转, 在中上层为气旋式旋转辐散, 上层为纯粹的辐散[3]。这个超级单体基本符合成熟的中气旋概念模型。

4.2 不同时刻同一高度的速度图特征图:

以1.5°仰角为例, 07:24有中气旋生成, 07:30大片负速度区内开始出现一小块正速度区, 出现了所谓的逆风区, 此时最大正速度中心达到20m/s, 随着时间的推移, 正速度区越来越大, 07:17正速度区明显大于负速度区, 最大的正速度中心为27 m/s。07:47后连续7个体扫径向速度图都观察到中气旋的存在, 08:05该中气旋才消失, 表明这是一个成熟的中-r尺度的气旋, 整体向右移动。

4垂直液态水含量产品 (VIL)

在短时预报中VIL是一个很重要的参数, 其值越高, 出现灾害性天气的可能性越大。此次冰雹过程中, VIL值在07:20分为45 kg·m2, 07:26分增加到64 kg·m2, VIL快速跃增, 6min增加19kg·m2, 07:32分为65 kg·m2, 07:45达到了最强, 为71 kg·m2, 随后10min内, 地面下了小冰雹并伴有大风, 之后VIL值迅速减弱, 08:20分, 最强仅为45 kg·m2, 减小了26 kg·m2, 和实况比较, VIL快速跃增的过程就是冰雹快速生长的过程, 此过程时间短, 一般不超过1h, 本次过程仅仅为30多分钟。

根据冰雹概率指数预报方程, 在07:20分, =0.20+0.20+0.20+0.20+0.20=0+0+0.2+0+0.2=0.4, 没有达到0.6的阈值;在07:26分, 由于VIL值急增, =0+0+0.2+0。2+0.2=0.6;此时可立即发布冰雹预警, 实况在07:55分下了冰雹。可以提早半个小时做出预警。

5 结语

5.1 降雹过程开始前都已经具备了强的位势不稳定层结和一触即发的不稳定能量。高层为干冷平流并且降温降湿、低层增温增湿。这种温度场和湿度场的差动平流建立和加强有利于位势不稳定层结的形成并触发位势不稳定能量的释放。而从高层到低层上干下湿, 干层厚度明显大于湿层厚度, 且850 h Pa、700 h Pa的切变线和500 h Pa的槽线呈迭加形势, 从而上升气流的加大, 更有利于形成大的冰雹。

5.2 在速度特征图上, 此次冰雹过程与逆风区、大风区、辐合区相对应;零速度线大多表现为“S”型, 并且在中低层有切变线配合存在。“三体散射”是强降雹的充分非必要条件, “三体散射”的出现为判断降雹开展服务提供了重要的依据。

摘要:利用多普勒天气雷达产品并结合有关天气图资料, 对2007年7月23日湘中以北少数县市发生的冰雹天气进行了较详细的分析, 得出此次过程发生发展的成因及特征。

关键词:冰雹,多普勒天气雷达,特征

参考文献

[1]李新麟.CINRAD/CC对一次冰雹过程的探测分析.应用气象学报, 2001, 18 (7) :317-328.

[2]俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷男, 等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京:气象出版社, 2006:93-9.

新一代多普勒天气雷达 篇6

关键词:新一代天气雷达,配套设备,维护方法,内蒙古通辽

通辽市新一代天气雷达楼变电所设在地下室,分高压室和低压配电室,电源由10 k V通过YJV-10 k V-3×70电缆引入,有2台600 k VA变压器,13个低压配电柜。新一代天气雷达由2路(50 mm2和70 mm2)专用电缆引上,平时由一路市电引入。大楼地下室配置柴油发电机2台,1台250 k W发电机专供应急电源系统和消防系统电源,另有1台150k VA柴油发电机专供新一代天气雷达电源,在停电时发电机10 s中内自动开启,市电来电时,发电机随之停止发电,实现了全自动切换,可无人值守,并安装了防止发电机组反送电的安全装置。雷达系统备有50 k VA的UPS,安装在大楼20层,可以保证停电时新一代天气雷达系统的正常运行[1]。新一代天气雷达机房配有配电盘,接受来自发电机房的电源。这个配电盘把电源送到塔/天线罩,并经触发器送至次配电盘。次配电盘对机房内的新一代天气雷达的RDA设备、天线罩内的天线座配电进行控制。

1 后备电源的维护

新一代天气雷达系统的后备电源包括UPS及柴油发电机。现将UPS及柴油发电机的维护重点介绍如下[2]。

1.1 UPS的维护

一是UPS的日维护。保持机房适宜的环境,机房最好拉上遮光窗帘,避免阳光直射设备,机房温度控制在15~22℃,湿度在80%内;保证各风机风道清洁;风机运行状况保持良好,风温正常;保证无异常响声。保持控制面板上的指示灯及显示的各项参数正常,这些参数主要包括输入及三相输出电压、输入及输出三相电流、输入及输出频率、电池后备时间、UPS机内温度等。二是UPS的周维护及月维护。每周测量记录电池充电电压、充电电流及三相输出电压和电流。每月对电池进行1次放电试验和保养,一般放电15min左右;检查并清除电池连接螺丝处氧化物。三是UPS的年维护。注意此项维护必须在UPS断电状态下进行,每年需要清除UPS机柜内尘埃,保持UPS柜内清洁;主要检查UPS机内器件有无明显变形、漏液以及接插件是否牢固;清除电池柜内积尘、氧化物、漏液等;对每节电池检查测量,更换不良电池;紧固电池螺钉,并涂以凡士林或黄油;按说明书加电检查UPS各相功能。发现设备异常,应及时检修和报告,并做好相关记录,形成故障报告。四是其他注意事项。每3个月放电(即关掉F1)1次,20 min左右。无自动切换功能时,停电后来电时,按稳压电源“稳压”钮。厂家应该保证4年左右更换1次电池。市电正常时,UPS用市电;无市电时用电池,电池无则用旁路。初次送电时做好手动旁路。严禁无关人员进入UPS机房,以免造成设备毁坏及人身伤害。

1.2 柴油发电机组日常维护

一是日常维护。柴油发电机组安装在雷达楼底下室,首先应保持柴油发电机组及机房清洁。首次起动前检查发动机润滑油油位;检查冷却液液位;外观检查并清洗散热器。检查空气滤清器阻塞指示器;检查发动机有无泄漏。连续运行时,应该每8 h检查1次。发动机停机后,当指示器仍然滞留红标时,应更换空气滤清器。运行第1个100~200 h后检查气门间隙。重新拧紧喷油器;每50 h检查蓄电池的电解液液面。润滑分离轴承;每运行6个月更换冷却液滤清器;每运行50~600 h或至少每12个月更换1次发动机润滑油和润滑油滤清器;每500 h排空燃油箱(积尘物收集器)。检查或调整传动皮带;每1 000 h检查空气管有无泄漏。更换燃油滤清器;每1 500 h检查或调整气门间隙;每2 000 h或每12个月更换1次空气压缩机的空气滤清器;每2 400 h检查涡轮增压器。发动机和设备进行一般检查即可;每3 000 h检查喷油器;每5 000 h或至少每24个月更换冷却液(乙二醇混合液)。二是注意事项。发电机平时处于自动状态,市电停止后,发电机自动起动。发电机至少1个月手动控制起动1次,开机15 min左右。夏季使用0#柴油,冬季更换-10#柴油[3,4]。严禁无关人员进入柴油发电机机房,以免造成设备毁坏及人身伤害。

2 自动灭火器的维护

通辽市新一代雷达机房设在21层。消防工程由黑龙江省林业设计院设计,由长春龙威消防工程有限公司承担安装。消防水池设在地下室,20层有1个稳压水箱,从地下室至20层全部是火灾自动报警及联动系统,自动喷淋,消防电梯自动迫降,每层均有消防自动卷帘门和自动排烟系统及消防广播系统。新一代天气雷达机房因不适用自动喷淋系统而改为气溶胶灭火系统[5]。每个防火区都有消防栓和手动启动消防泵按纽,每个房间发生火灾通过地址码在1层的消防控制室都会自动显示,自动报警,自动封闭该层及上、下2层,与其他层隔离,起到防止火灾扩散的功能。环境温度为-10~50℃,并保持干燥和良好通风,避免阳光直射。新一代天气雷达的机房环境远远满足自动灭火器本身对环境的要求。每月至少进行1次外观检查,检查系统及部件应无错位、松动、泄露、阻塞以及外观损伤等,仪表指示应正常,标牌、标志应完好。每年对灭火剂钢瓶称重检查,若灭火剂净重损失超过设计值的5%,应查明原因,排除泄露并补充至设计值。对灭火装置各阀进行维护、保养,更换损坏的密封垫等,无异常方可继续使用。每5年对灭火装置和零部件进行1次维护保养,包括更换密封件、工作膜片及锈蚀件,进行强度、气密性、动作功能试验等,并对装置重新调试至合格。一般情况下,自动灭火器设为自动状态,无需人工干预。检测电磁阀探针时,从钢瓶上取下电磁阀,检测完后关闭总电源,再重新启动。检测压力时,拧松压力表后面螺栓,压力在绿区指示,一般为2.5 P。灭火装置发出声光报警时,保护区内所有人员必须在灭火剂释放前撤离保护区。灭火完毕,经检查确认在火已经扑灭的情况下,打开通风系统,将废弃排除干净后,才能允许人员进入。废气未排净前,如需进入保护区,则需佩戴氧气呼吸器。更换新的密封圈、密封垫和膜片,必须是与原件的材料、型号相同且试验合格的成品。严禁无关人员进入新一代天气雷达机房乱动灭火装置,以免发生意外。

3 防雷设备的维护

根据新一代天气雷达的使用性质和重要性进行了雷击风险评估,主体建筑按二类防雷建筑物设计,雷达站按QX4-2000《气象台(站)防雷技术规范》为一级防雷气象站;雷达站主机部分信息处理、传输系统按QX3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》对信息系统雷击电磁脉冲防护分级划为A级,符合现行防雷技术规范及相关气象规范的技术要求。每年检测防雷设施和新一代天气雷达系统接地电阻。此项维护需专门的防雷检测机构协助完成。

参考文献

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[2]中国新一代多普勒天气雷达CINRAD/SB用户手册(上/下)[S].北京:敏视达雷达有限公司,2004.

[3]Powerware 9305用户安装及操作手册[S].北京:北京大恒电器有限公司电源产品部,2003.

[4]百发柴油发电机组用户手册[S].无锡:无锡百发发电机有限公司,2006.

新一代多普勒天气雷达 篇7

1 有限元模型建立

雷达天线的工作角度从0°~90°,当天线成不同角度时,雷达系统的固有频率也会发生变化。我们无法对雷达所有的工作角度进行分析,因此我们选取了雷达天线典型的3个工作角度进行分析并观察比较。这3个工作角度为天线仰天、天线成45°和天线指平。基于它的3个指向选取BEAM4、SHELL93、SHELL63、SOLID45四种单元类型进行有限元建模[4,5]。有限元模型如图2所示。

该项目中使用了3种材料:铝、铜、钢。其材料特性及各种材料的应用结构如表1所示。

首先对底座地面施加所有方向的约束,并对整体施加重力。先对模型进行一次重力分析,然后再对模型进行模态分析。模态分析使用分块兰索斯法,取前6阶的模态参数。由于主要考虑路面输入为激励,频率范围设定为0~50Hz,这是汽车运输状态下所产生振动的频率范围。进行求解。

2 结果分析

*天线指平时第3阶振型为天线及支臂绕Z轴左右摆振,第4阶振型为天线在Y方向上下振动。

表2列出了雷达系统天线成上述3个工作角度时的各阶固有频率和模态振型。数据比较可以看出,每一阶的固有频率差别并不大,这说明,天线在做俯仰运动时,并不容易受到外界已有激振的影响而产生共振,能够保持良好的工作状态。从表2中我们可以看到。天线在不同角度的时候,他们的固有频率是不同的,并且在第五和第六阶的时候,天线的固有频率更接近外载的输入激励。我们选取了振动对雷达性能影响较大的3个点进行各工作角的的比较,这3个点为位移最大的点、天线面顶点和馈源顶点。如表3、4、5所示:表中分别列出了天线成3个工作角度时节点的总位移。我们可以很明显地看到该点在X、Y、Z方向上的位移大小,以得到该点主要朝某个或者某两个方向运动,可以准确地判断该点处的振型。从表中可以得到:第5、6阶频率下最大位移点的位移较其它的要大的多。即:在外载荷频率接近天线的固有频率的情况下,天线的振动情况最严重。例如在路面不平整、车速较快的情况下,车辆及其设备的振动越激烈,振动的振幅很大。

/mm

/mm

/mm

图3所示天线成45°时各阶振型,以图3为例可以看出这2个点位于天线面边缘和馈线下端的支板,其他2个指向云图与此类似。在天线的表面位置出现振幅比较大,这种现象可能是由于这两点距离系统的中心较远造成的,也可能是由于刚度较低造成的,这里在设计中要特别注意,可以对天线面底部进行一些加固处理,例如可以把支撑环的位置向中心调节,或者加厚天线面板。天线面顶点和馈线顶点的位移并不是很大,说明外界振动不会对雷达的辐射器不会造成损坏。天线结构本身的模态特性是我们研究的重点,在外载激励的频率接近天线的固有频率的情况下,天线振动过大将直接影响雷达的电磁特性。通过对雷达振型的观察,可以看到,振幅最大的点基本出现在天线表面,因此,对天线面进行结构改造是提高其固有频率的有效办法。例如:避免结构谐振的最直接的方法,是提高天线结构的固有频率。在结构设计时,增大传动系统刚度,降低天线负载的转动惯量,可以有效地提高系统的固有频率。在成本允许的条件下,天线面可以采用碳纤维的内外表面,内部加以成蜂窝结构纵横交错的薄铝板。这样,既保证了天线面的刚度,又减轻了天线面的质量,提高了其固有频率。

3 结论

本项目属于验证性研究,由于时间有限,因此只对雷达的主要结构进行了建模并组合,直接进行了模态分析,这显然不是最优的方法。如果时间允许的情况下,可以采用子结构法,对雷达的各个部件分别进行模态分析,然后进行雷达系统子结构模态综合。这样的方法可以对雷达系统进行细致的建模,包括电机、齿轮等机构都进行分析,得到的结果精度会高很多。甚至在条件允许的情况下,可以进行有限元模态分析和实验模态分析相结合的方法,这样可以在对雷达各部件分析的同时进行对比、修正和优化,以得到最终整个系统的优化结构。

摘要:文章基于有限元的方法对X波段多普勒天气雷达的结构进行模态分析,通过对比3个指向的各阶振型的最大位移量,找到振型影响最大部位,确定影响X波段多普勒天气雷达天线结构的关键因素及其影响程度,为优化天线结构提供了有益的参考,并对进一步研究进行了展望。

关键词:多普勒雷达,有限元,模态

参考文献

[1]叶尚辉,等.天线结构设计[M].西安:西北电讯工程学院出版社,1986.

[2]陈晓辉.一种X波段多普勒天气雷达简介[J].气象与减灾,2005(3).

[3]唐宝富.天线结构模态分析[J].电子机械工程,2001(8):21-24.

[4]李申.面天线结构参数化快速建模的研究和开发[D].西安:西安电子科技大学,2005.

新一代多普勒天气雷达 篇8

1 综合气象观测系统运行监控平台 (ASOM) 简介和业务应用

综合气象观测系统运行监控平台是集气象探测设备运行状态监控、观测数据质量监控、技术保障信息管理为一体的业务监控和分析平台。阿克苏新一代天气雷达自并入全国数字化雷达网以来, 通过ASOM平台的业务应用 (监控雷达运行状态、监控雷达探测数据和雷达常规维护、故障维修及相关信息的发布, 获取远程技术支持等) , 在雷达系统维护、故障分析和实时监控观测方面, 已积累了一定的经验技术, 确保了台站天气雷达设备的正常运行, 使雷达产品资料得到高效利用, 充分体现了新一代天气雷达组网建设的意义。

2 影响新一代天气雷达探测数据质量的因素

影响新一代天气雷达数据质量的因素主要有雷达设备故障 (造成雷达故障关机、参数异常等情况) , 计算机系统和网络传输故障 (造成雷达探测数据错误和缺失, 是数据文件缺报、逾限报的主要原因) , 外部电路、UPS、环境温度等工作辅助设施故障 (造成雷达运行性能不稳定或无法正常开机) , 工作人员业务素质 (保障雷达探测数据质量的关键因素) 。

在这些影响因素中, ASOM根据新一代天气雷达系统上传的“雷达性能参数”和“故障报警”信息, 以运行状态图、序列图、状态统计、产品到报、产品显示等功能, 实现对天气雷达运行状态和数据质量的监控, 可以有效帮助雷达观测、维护人员及时发现、诊断雷达系统的故障。但目前ASOM对新一代天气雷达系统的监控技术方法还不成熟, 在雷达系统无任何报警、所有雷达性能参数均正常时, 也会出现雷达探测数据缺失或异常的现象, 如:计算机系统原因 (计算机的缓存溢出、CPU过载、病毒、RPG和PUP软件故障、通信网络等问题) 造成的雷达数据图像出现局部缺失或生成的雷达数据产品数量不全的情况;信号干扰原因造成的类似扇形区的异常雷达回波;雷达部件老化维护困难原因造成的毛刷回波等异常现象, 此类故障大多是由于雷达系统设备维护不到位和计算机系统维护不及时造成的, 故障出现时需要雷达观测人员及时发现, 才可以有效排除, 避免严重影响雷达探测数据的质量[1,2,3]。

3 提高新一代天气雷达探测数据质量的技术方法

笔者从阿克苏新一代天气雷达站业务工作中体会到在雷达系统稳定运行或出现故障时, 雷达观测、维护人员能及时掌握信息和故障排查方法并及时排除故障, 是获取高质量雷达探测数据的有效途径, 因此台站要加强雷达系统的维护力度和信息管理制度, 以及提高雷达系统实时监控技术和工作人员的综合技能, 这是提高雷达探测数据质量的的根本保障和基本方法。

3.1 加强台站对天气雷达系统的维护力度和信息管理制度

新一代天气雷达系统的维护工作可确保雷达正常运行, 是提高雷达数据质量的根本条件。雷达操作员按照ASOM要求认真及时填写各项记录, 可及时反馈雷达运行信息, 保障雷达数据产品的真实性。

3.1.1 加强天气雷达系统的维护工作。

新一代天气雷达在汛期需要连续运行, 雷达系统各项设备一旦出现故障, 维修难度大、时间长, 严重影响雷达运行质量, 因此做好设备维护工作尤其重要。一是做好日维护工作是维护工作的重点, 每天开机后, 按照ASOM日维护的要求, 仔细认真地检查雷达参数、机房温湿、UPS、计算机系统、网络等的运行情况, 发现异常情况及时处理, 确保雷达系统的稳定运行。二是在雷达周、月、季、年维护工作中认真做好雷达设备保养, 检查雷达电源和各分机固件的运行状态, 维护、标定雷达各项性能指标, 排除雷达系统报警提示中的维护内容等工作, 从而提高雷达探测数据的可用性。三是注意在维护工作中, 尽量不要占用国家规定的观测时段, 及时填写维护记录, 可以有效提高雷达的综合运行效能。

3.1.2 加强台站故障信息填报的管理制度。

新一代天气雷达主要为气象预报提供准确、及时的观测数据服务, 对雷达数据的真实性要求很高, 在发生重大天气过程或有天气预警时, 雷达故障信息的及时准确填报尤为重要, 而且ASOM对故障信息填报也有严格的时间要求, 它是影响雷达综合运行效能评估的一项指标, 但是目前台站观测、维护人员对相关影响因素的理解不够深刻, 常会出现故障迟报或漏报现象, 因此要强化台站故障信息填报的管理制度。当新一代天气雷达系统设备发生故障后, 本站技术保障人员应对故障立即进行诊断及维修, 及时将故障现象及处理过程按照ASOM中的故障填报要求, 逐级上报给各级保障部门, 记录要尽量详细并及时更新维修进度信息, 为开展雷达故障检修、评估雷达运行效能提供依据。

3.2 提高雷达系统的实时监控技术和工作人员的综合技能

由于新一代天气雷达系统运行环境复杂, 数据流程中的故障节点多, 且故障具有突发性、排查困难的特点, 因此台站要加强实时监控技术的应用和研发, 可大大减少人为的疏忽, 增强实时监测的效率。随着现代气象事业的发展, 雷达观测岗位职能已从单纯的观测转变为兼具设备维护和计算机应用等相关技能的综合职能岗位, 雷达操作、维护人员在雷达实时监控中的业务素质是保障雷达正常运行的关键因素, 工作人员熟练掌握各项技术的应用可有效监控、排除雷达运行中的故障, 提高雷达综合运行质量[4,5]。

3.2.1 提高雷达实时监控的技巧与方法。

由于目前ASOM中数据质量监控还不够完善, 而且雷达业务流程中涉及的易发故障环节多, 台站监控设备和软件的应用研发力量薄弱, 因此观测人员在实时监控工作中需结合人工技术经验来完善雷达实时监控工作, 它是提高雷达探测数据质量和监测灾害性对流天气的有效途径。一是首先利用实时监控的软件, 通过监控Trad2005Ⅱ、t Client、RPGCD、PUPC软件中上传报文的到报时间和文件数目, 实现对上传数据的监控, 根据监控软件的报警情况, 可迅速排查故障, 减少故障响应及恢复时间, 保障了雷达数据及时上传。二是工作人员通过人工实时监控, 结合ASOM中的雷达数据质量监控, 对实时产生的雷达数据的图形 (实时显示的雷达回波图形, PUP显示的雷达产品图形、雷达Web产品图形) 、时间连续性等随时检查, 可及时发现、处理雷达数据异常的情况, 有效保障了雷达数据的准确率。三是人工实时监控雷达探测数据传输流程中的计算机系统、网络等环节的运行状态, 确保雷达资料传输系统的稳定运行, 可大大提高雷达数据上传的及时率。四是工作人员实时监测雷达系统辅助设备和运行环境状况, 及早排除安全隐患, 可有效保障雷达系统的正常运行。

3.2.2提高雷达观测人员的计算机应用技术。

由于目前台站工作人员的计算机业务化程度普遍不高, 而雷达工作流程中涉及的计算机系统故障具有突发性特点, 以及ASOM对雷达产品文件上传的时效要求严格等原因, 一旦发生故障, 即可造成上传的雷达数据报文的缺报和逾限, 因此雷达观测员在发现故障时能及时解决问题, 才可以有效提高雷达数据质量。一是在实际工作中雷达操作人员必须做到熟练掌握雷达业务系统软件的应用。雷达终端软件:通过控制面板界面可控制雷达运行、选择、设置雷达运行模式及参数、保存原始基数据、显示实时雷达回波、状态监控、故障报警等信息。RPG软件:将雷达体扫基数据根据众多的气象算法, 处理成用户请求的雷达数据产品。PUP软件 (主用户终端子系统) 可支持业务操作人员对雷达产品的请求、显示、存储、设置、分配的任务。Radar Process软件:将雷达体扫基数据处理成雷达Web产品。PUPC软件:将25份雷达产品转换成世界时后上传到上级目录。Trad2005Ⅱ软件:上传整点前15 min内的5份雷达拼图产品。t Client软件:上传雷达体扫基数据V、雷达自动标定文件bit和雷达Web产品。RPGCD软件:上传雷达体扫基数据到上级目录。捆绑在雷达终端软件中的REPORT.exe软件:上传雷达状态监控文件。工作人员根据以上不同软件的使用功能, 可及时监控和排查雷达数据生成到上传过程中的故障现象, 如发现雷达状态异常、雷达回波异常、雷达数据产品异常、软件故障、计算机网络故障等。二是观测员必须熟悉雷达数据的传输流程和掌握基础的计算机、网络维护知识。由于雷达数据通过计算机网络映射存储、共享、上传, 观测员可依据雷达数据的传输流程, 结合雷达系统软件的应用, 迅速找到数据流程中的故障节点, 如雷达产品异常或缺失时, 依据数据流程对原始基数据和雷达产品的产生、保存、处理、上传网络等各环节进行快速排查, 可迅速发现故障原因并及时将备份的数据重新处理、补传等, 可大大提高雷达资料的完整性和及时率。

参考文献

[1]王芬, 李腹广, 李腹玉, 等.新一代多普勒天气雷达CINRAD/CD谱宽资料分析应用初探[J].沙漠与绿洲气象, 2009 (2) :51-54.

[2]马中元, 朱春巧, 刘熙明, 等.CINRAD雷达数据质量控制方法初探[J].气象, 2010 (8) :134-141.

[3]赵美, 黄文杰, 于清平.L波段高空探测数据偏差分析[J].现代农业科技, 2010 (23) :287-288.

[4]孟昭林, 王红艳.提高新一代多普勒天气雷达产品数据质量的途径与方法[J].气象科技, 2006 (增刊1) :85-89.

新一代多普勒天气雷达 篇9

一、设计思路和原理

新一代天气雷达计算机系统自动校时方法主要是将RDA、RPG和PUP三台计算机和GPS校时器组成小的专用私网。GPS校时器作为私网内计算机的精准时间服务器, 每台计算机在固定或随机时间从GPS校时器获取精准时间, 达到私网内的计算机自动网络校时的目的。整个校时过程都是自动完成, 不需要人工干预, 而且时间的精确性完全能满足业务要求。

自动校时系统应达到以下设计目的:1) 校时准确;2) 组网方便;3) 运行稳定可靠;4) 配置简单, 操作方便;5) 软件系统占用资源少, 不与业务软件冲突;6) 安装方便, 适宜推广;7) 成本适宜。

二、新一代天气雷达的计算机系统组网现状

新一代天气雷达的计算机系统由RDA、RPG、和PUP三台计算机组成, 雷达站间的组网布局因雷达站和雷达应用单位的具体位置以及采用的网络技术不同而有所差别。

新一代天气雷达的RDA计算机位于雷达机房中, RPG和PUP两台计算机位于气象台的一体化观测室, 在雷达机房和一体化观测室中各有一台光端机, 光端机之间通过光纤连接, 进行数据传输。RPG和PUP采用一个交换机进行网络链接, 并通过光端机以及光纤等通信设施组成雷达计算机私网, 三台计算机相互间均可直接实现网络通信传输, 而且在雷达机房和一体化观测室中都可以通过交换机预留网络接入点, 以增加视频监控、校时器等网络接入设备。

三、新一代天气雷达计算机系统自动校时方法设计

一种方案是以私网内任一台计算机作为时间服务器, GPS校时器作为该时间服务器的外设设备, 通过串口、USB等接口相连接, 在时间服务器上配置或运行校时软件, GPS校时器可以保证时间服务器时间的精确性。可以在时间服务器上运行网络时间分发软件, 或者在其它计算机上运行网络时间校准客户端程序, 完成私网内所有计算机时间的同步。时间校准客户端程序能够自动跟踪、判定时钟是否偏差并进行自动校准, 非常方便, 同步精度在10~100毫秒左右, 性价比较高。

另一种方案是GPS校时器自身具备标准的网络接口, 可以方便入网, 在私网内有独立的IP, 作为网络内的时间服务器。网络中的其他计算机只需运行网络时间校准客户端程序, 更方便, 也减少了业务计算机的资源占用, 自动校时系统的稳定性更好, 为最简解决方案。新一代天气雷达计算机系统自动校时采用这种方案, 成本低, 性能稳定, 配置简单。

四、方案中涉及主要问题

目前市场上的GPS校时器在技术上已经比较成熟, 重点是根据新一代天气雷达计算机的组网和布局的实际情况, 以及计算机对外设和软件的特殊要求, 选择合适的GPS校时器和校时软件, 或者开发或配置校时软件, 研究校时机制和方法。

(一) GPS校时器的选择

GPS校时器必须具备接收性能好、时间精度高、工作稳定、体积小, 具备显示接口等特点, 特别是要具备标准的网络接口, 方便入网, 通过简单的网络配置可以实现网络访问及通信传输, 并有稳定的网络共享及多客户机访问能力。

(二) 软件配置及要求

网络时间校准客户端程序可以随GPS校时器一同购买或另行开发。新一代天气雷达的三台计算机主要是运行适时的天气雷达控制、应用等业务软件, 计算机软、硬件资源紧张。客户端程序必须占用资源少, 不能与天气雷达相关软件相冲突, 造成软件运行不稳定影响天气雷达运行的适时性;客户端程的时间获取设置应灵活, 方便, 并有完备的报警、校时记录等服务功能。

五、对比实验机制

自动校时系统在新一代天气雷达计算机系统上进行对比实验, 在组网运行前1个月内对人工校时的校对前后时间数据进行记录, 正式实验运行为3个月, 主要有以下几个对比实验:

(一) 日次观测对比

实验期间, 每天分别在08∶00和20∶00两个正点时次进行时间数据记录, 记录时分别要记录GPS校时器数码显示时间、117人工电话时间、三台雷达计算机时间、当前的钟表参考时间。

(二) 校误实验

在实验中将RDA、RPG或PUP三台计算机中的任意一台或几台计算机的时间进行人为错改, 观察自动校时系统能否在设定的校对时间间隔或时刻纠正计算机系统的错误时间。在实验期间至少进行50次校误实验, 实验主要在没有明显天气过程的日期完成, 如果在实验期间天气过程较频繁, 可以延长对比观测时间。

(三) 停用GPS校时器对比实验

在实验期间停用GPS校时器 (模拟GPS校时器供电或自身故障的情况) , 记录三台计算机在没有进行人工和自动校时情况下的时间数据。

(四) 对比数据分析

实验运行完成后有人工校时时间记录、GPS自动校时时间记录、GPS停用时间记录、校误时间记录等, 对整个数据进行综合分析, 进行结果评估, 定量得出雷达计算机系统在没有校时, 人工校时、自动校时、GPS校时器停用等情况下的计算机时间准确度。

六、结语

新一代天气雷达计算机系统的校时问题在全国范围内都是一个急需解决的问题。本文结合新一代天气雷达计算机系统组网和布局的实际情况, 研究新一代天气雷达计算机系统校时方法, 并作了简要介绍, 旨在提出新一代天气雷达计算机系统自动校时的问题及设计思路, 其方法在业务有应用前景。

摘要:结合白山目前新一代天气雷达计算机系统组网的实际情况, 采用现有的成熟GPS校时技术, 软、硬件相结合, 研究并设计出新一代天气雷达计算机系统的自动校时方法, 并应用在新一代天气雷达的计算机系统上以进行实验运行;建立合理、科学的对比实验机制, 总结自动校时系统的应用情况及校时方法的合理性。

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