關於氣象雷達資料分析論文

關於氣象雷達資料分析論文

　　1.系統的設計

　　系統主要實現軟體的模組話設計，包括反射率資料分析模組、速度分析模組、天線執行穩定性分析模組以及雷達組網資料分析模組。

　　1.1反射率分析模組

　　反射率的大小體現了氣象目標的降水粒子的密度分佈及體積大小，在實際氣象技術中長期用於表示氣象目標的強度，在工作上採用dBZ單位表示。對於空管氣象雷達圖，資料顯示採用PPI(PlanPositionImage)顯示方式。該方式決定了一張氣象雷達圖由圓錐俯視平面上分析空間的回波構成。在設計上簡單介紹其設計流程，首先必須讀取原始資料，並判斷是否首次讀取，若為首次讀取則對其進行預處理，否則進行座標轉換；其次進行影象繪製並判斷是否需要改變仰角。此處需要關注的關鍵是如何進行資料的預處理。在實現上，對接收的資料進行反射率資訊結構體賦值。當然該結構體包括了記錄實際仰角角度、資料檔案路徑儲存、雷達波段判斷以及相關資料的偏移。透過掃描上述結構體可以實現對雷達資料的預處理。

　　1.2速度分析模組

　　多普勒雷達採用了速度退化模糊技術以擴大其對徑向風速測量不模糊的區間。結構設計主要考慮資料顯示的徑向方式，流程設計則與反射模組類似。當然在介面設計上，系統將提供對顏色配置的定義，使其人機互動更為快捷。

　　1.3天線穩定性分析模組

　　天線是雷達資料採集的關鍵部位，長期以來是影響雷達執行的主要關鍵點之一。其依賴於底下的電機進行旋轉，目前大多數進口電機可以保證24小時安全執行。而執行時仰角提升和轉速的平穩性直接影響雷達資料的採集。為此，我們透過在徑向資料上採用方位角及仰角進行掃描實現曲線圖監控。透過選擇基資料再進行預處理後繪製相關曲線實現對天線執行狀態的評估。其中，曲線圖的.繪製需要的引數為：縱座標為氣象雷達實際執行的每層仰角均值；橫座標為範圍角：0-360°。

　　1.4雷達組網分析模組

　　按照民航局的總體規劃，未來空管將實現多氣象雷達覆蓋，在這過程，多個氣象雷達的組網將成為氣象雷達資料的主要來源。這種模式將使得資料覆蓋面更大、資料安全性更高、資料準確性更強。而與此同時帶來了雷達資料融合組網的技術難點。設計上，首先模組將定義雷達站點配置資訊，並與此同時提供組網雷達可選資料；其次對選擇雷達資料進行資料預處理；再之則對雷達資料進行統計平均並做座標轉換；最後進行拼圖處理。在這過程中，需要對雷達資料的強度進行自適應調整、顯示範圍自適應調整。與上述同理，系統核心在於預處理。在C#中定義List資料列表，並在定義其結構為[站點標示][距離][方位角]，對於資料讀取時，需要進行插值演算法處理，此時的單時資料拼接分析可以實現不同仰角和方位角的篩選。為了控制系統資料的準確性可以在前端定義雷達資料方位角表，根據表進行對映處理。通常如若出現非連續資料可以在預處理上對其進行差值補償。在C#上可以採用反差圓補償方法。

　　2．結束語

　　本文從實際出發，提出一種包括多普勒雷達反射率資料分析、速度分析、天線穩定性分析和雷達組網分析為一體的整合化空管氣象雷達資料分析系統，該系統透過C#設計實現，能夠應用於空管一線技術保障，併為相關多普勒雷達系統資料分析提供一種參考。