基于DDW1全闪三维闪电定位系统的闪电活动探测分析

2020年12月,广东省ADTD(Advanced TOA and Direction)闪电定位系统升级改造为DDW1全闪三维闪电定位系统,于2021年1月业务运行,使得广东省拥有了闪电三维定位业务观测能力。DDW1闪电定位系统不仅在硬件性能、数据处理、探测效率和定位算法等方面有提高,同时还新增了闪电辐射源的三维定位功能。基于DDW1闪电定位系统观测数据和广州S波段双极化天气雷达资料,分别对广东省2021年闪电时空分布以及一次飑线系统云闪三维分布特征进行分析。分析结果表明,闪电活动主要出现在5—9月,占总数92.9%,闪电活动多发时段为13—18时,占总数53.1%;广东省闪电聚集区分布在地势较低的珠三角和粤西地区,地势高的山地地区闪电活动相对较少;云闪辐射源主要出现在强对流区底部,高度主要分布在1~5 km,占总数61.3%,一定程度上刻画了雷暴云中电荷区的分布情况。全闪定位结果与对应时刻雷达回波具有高度一致性。

高精度电阻应变称重降雨传感器设计

针对双翻斗雨量传感器易被灰尘堵塞从而失效,且强降雨时误差会逐渐增大等问题,文中采用电阻应变测量技术,设计一种称重式降雨传感器。感应部分采用高精度的惠斯通全桥测量电路消除热零点漂移和热灵敏度漂移,信号放大调理电路具有参考电压,可消除供电波动。结构设计中承水器和储水器的水流通孔直径为12mm,两者的高差最大为176.4mm,流通能力和容量远远大于4mm/min强降雨测量的需求。嵌入式固件通过精确的双阀门自动排水时序控制流程确保测量、储水和排水之间协调联动,避免漏测和误测。使用气象业务雨量校准仪对该传感器进行测试,结果表明在1mm/min和4mm/min两种雨强下,测量误差均小于0.4mm,优于传统的双翻斗测量方法。电阻应变技术创新性地应用于暴雨自动观测,能够提高数据的可靠性和准确性。

一种天气雷达组网探测覆盖面积的计算方法

为了有效提取雷达组网探测范围的外围包络图和覆盖面积,利用内点剔除法提取多台雷达组网后的不规则图形外围包络图,再用逐点排序法按一定排序重构不规则图形外围包络点使其构成一个闭合图形,最后利用梯形积分法计算闭合的不规则图形的面积;考虑了地图的边界对探测范围的影响,将边界以外的探测范围剔除,使计算面积更为准确。基于Matlab App designer界面化设计工具,搭建了“雷达组网探测覆盖面积智能计算平台”,在广东省地区开展仿真试验及实例应用,实现对多台雷达组网探测覆盖范围的展示和面积计算,提高雷达覆盖范围计算效率,而计算结果可供雷达在部署建设前和建设后的覆盖范围进行评估和参考。

基于CEL法的柔性仿生机器鱼模型及巡游速度研究

为了研究柔性仿生机器鱼的设计参数(鱼体刚度、鱼体摆动频率、鱼体摆动幅值)对巡游速度的影响规律,并据此得出仿生机器鱼在达到较优巡游速度时的参数组合,文中首先根据耦合欧拉-拉格朗日(简称CEL)法的基本原理建立了柔性仿生机器鱼自主游动的流固耦合模型,然后通过正交试验得到不同组合的设计参数,并通过数值仿真模拟在不同参数组合下仿生机器鱼的巡游表现,最后根据仿真数据统计出各项设计参数对仿生机器鱼巡游速度的影响,并据此得到较优的参数组合。结果表明:CEL法能够考虑柔性仿生机器鱼在游动过程中的柔性变形,因而能够更加真实地反映实际情况中柔性仿生机器鱼的游动行为;在样本范围内,柔性仿生机器鱼模型的巡游速度随着鱼体刚度和鱼体摆动幅值的增加而呈现先增后减的趋势,随着鱼体摆动频率的增加呈现增加的趋势;在鱼体刚度(弹性模量)为30 MPa、鱼体摆动幅值为0.13倍体长、鱼体摆动频率为5.16 Hz时,柔性仿生机器鱼的巡游速度达到较高的水平。

一种气象服务通信展示系统的开发和应用

介绍一套基于嵌入式技术和无线通信技术开发的自动气象站无线通信展示系统。该系统基于嵌入式WebSocket技术、4G通讯技术和WiFi/LoRa无线组网技术,打通了云服务器和自动气象站到户外显示屏、移动设备的通讯链路,实现了云数据或自动站数据到户外显示屏、移动设备的点对点通讯。该系统已经初步应用于广州大学城气象站,为用户提供了稳定的服务。

低压气象设备中断路器的选配方法

针对提出合理的低压断路器选配方法问题,详细介绍低压断路器的基本原理,结合自动气象站的特点分析了影响断路器选型的关键影响因素,设计了启动电流测试方案,试验选出满足要求的断路器,提出合理的选配方法。

基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用

天气雷达是目前对强对流、台风、暴雨等天气过程进行精细探测的重要手段之一,其观测数据对天气预报业务起着关键的作用。天气雷达的探测能力会受到雷达所建位置四周地形遮挡影响。因此合理的雷达选址能更大程度地发挥出雷达的探测能力。基于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台获取的SRTM地形数据,利用MATLAB工具开发天气雷达地形遮挡分析系统,实现一键智能绘图,获取天气雷达遮蔽角图、各方位遮蔽角柱状图、等射束高度图及等射束高度拼图,提高雷达选址的工作效率。通过仿真试验测试系统功能,通过实例应用实际分析拟建站点地形遮挡情况。同时,系统新加入智能分析结果为雷达建站选址提供相应的分析,并具备人工补偿功能可将人工现场观测数据加入结果中完善雷达建设选址。

基于GIS地图的天气雷达环境遮挡可视化应用

基于高分辨率数字高程数据,计算和绘制广东省11台双偏振多普勒天气雷达的1 km高度的等射束高度拼图,给出各站的方位遮挡率;同时为了能更直观地体现雷达所在的地理位置,将等射束高度拼图在GIS地图作可视化展示。结果发现:肇庆、连州和韶关雷达站在0.5°仰角时的方位遮挡率较大,依次为26.39%、28.06%和38.33%,使用该3个站的基数据PPI雷达图验证单站的方位遮挡计算结果,显示为方位遮挡的计算结果与实际观测数据具有较高一致性,计算结果是有效的。

Belfort Model 6000能见度仪智能标校平台

该文给出Belfort Model 6000能见度仪近一年的故障统计结果,通过分析发现目前使用电脑超级终端对能见度仪校准时容易出现操作失误,因此该文基于Belfort Model 6000能见度仪开发“能见度仪智能标校平台”,将参数设置、参数检测与匹配、权限获取、零校准和范围校准等功能进行“一键化”设计,令设备校准便捷化和自动化,并降低人为操作失误的概率,提高工作效率,最后给出故障维护的方法,保障设备的稳定运行。

一种温度传感器智能检定系统的设计及应用

为提高广东省气象计量检定所现有温度检定系统自动化水平,设计了一套基于“云+端”理念的温度传感器检定系统,该系统由嵌入式无线检定模块终端、基于Html5的移动终端和展示终端以及云端控制服务器和数据库组成,实现对温度传感器进行无人值守的批量化检定,并对检定数据进行集约化管理和展示。该系统已在广东省气象计量检定所试运行,一年共检定温度传感器1300余支,有效减轻了检定员的工作压力。

机外仪表在天气雷达年维护中的应用

文章主要介绍了机外仪表对发射机输出极限改善因子、发射机输入极限改善因子、发射脉冲射频频谱、机外噪声系数、机外动态范围、反射率定标和机外速度测量等各项测量项目的测量流程和步骤,为台站人员在使用频谱仪和信号源做雷达机外测试提供参考。

自动气象站业务可用性智能统计平台开发

为保障自动气象站稳定可靠运行,提高观测数据的可用性和连续性,文章基于Matlab编程语言,设计和搭建了自动气象站业务可用性智能统计平台,该平台可对国家级考核的自动气象站和浮标站的业务可用性进行统计和分析,并自动生成统计报表(设备运行异常告知单),减少了人工计算误差,提高了工作效率,进一步提升了业务可用性分析和统计自动化水平。

嵌入式自动气象站智能维修终端的开发及应用

为减轻自动气象站维护保障人员在海岛、高山等野外复杂工作环境的工作负担,针对自动气象站实际维护工作中的难点,设计开发了一套基于嵌入式WebSocket技术的自动气象站维修终端。该终端提供Webserver和WebSocket Server服务,保障人员可通过手机浏览器实现对维修终端的控制,从而完成对气象自动站的固件升级、故障排查等工作。

新型自动气象站(DZZ1-2)故障统计分析平台开发及应用

简要地介绍了DZZ1-2型新型自动气象站的特点,然后利用2019-05—2020-04的全省(广东省)的国家级自动气象站的故障记录,基于MATLAB编程语言搭建新型自动气象站(DZZ1-2)故障统计分析平台,并利用该平台进行故障信息的统计,从自动站的不同模块、故障发生的不同月份和全省各站点等方面进行统计。建立的新型自动气象站(DZZ1-2)故障统计分析平台能快速高效地对新型自动气象站的故障信息作统计,更有利于找出故障出现频次较多或持续时间较长的故障种类,并可以针对这些发生较多的故障种类采取相应的保障措施,保证设备的正常运行。