谈L波段系统怎样提高气球的施放高度

本文根据乌拉特中旗三年多来的L波段系统运行情况,总结了影响气球施放高度的因素,并提出了提高气球施放高度的相应措施。

L波段系统探测资料质量控制要点

L波段探测系统已经在我国投入使用,但是这个新型软件的使用和推广仍然是一个需要解决和普及的问题。本文以贵州省威宁县气象局为例,介绍了L波段探测系统,分析出常见问题,并对L波段系统探测的使用进行总结,对L波段雷达探测资料进行审核,总结出L波段系统探测的控制要点。主要从基测、瞬间要素的审核,放球点参数的审核,测风数据的审核和处理,以及L波段数据处理软件各项功能的应用来阐述L波段系统探测资料的质量控制要点。

基于GNSS-RTK定位的无人机L波段探空系统标定方法

随着我国北斗卫星导航探空观测系统升级换代工作逐步推进,降低L波段探空系统测风数据差异的需求尤为迫切。利用无人机GNSS-RTK定位信息研究新的标定方法,相较传统标定手段,避免人为因素干扰、极大的降低测量误差,新的标定方法更加科学有效,对保证测风数据的有效性,提高高空气象观测数据质量具有重要应用意义。

基于高阶幂的单快拍LDACS系统波达方向估计

L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正交投影干扰抑制与单快拍稀疏分解的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。通过子空间投影抑制DME干扰,然后使用单快拍数据构建伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵求高阶幂,之后进行奇异值分解,并利用约束条件求解稀疏解得到期望信号来向的估计值。所提方法使用高阶伪协方差矩阵降低了噪声影响,仅用单快拍就可以准确估计LDACS信号的入射方向。仿真结果表明,改进单快拍高级幂(improved single snapshot high order power,ISS-HOP)L1-SVD算法的估计精度优于ISS-HOP-MUSIC算法。该方法可以有效抑制DME干扰,提高OFDM接收机性能。

LDACS系统基于循环谱和残差神经网络的频谱感知方法

针对L波段数字航空通信系统(L-band digital aeronautic communication system,LDACS)可用频谱资源有限且易受大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出一种基于降维循环谱和残差神经网络的频谱感知方法。首先理论推导分析了DME信号的循环谱特征;然后利用Fisher判别率(Fisher discriminant rate,FDR)提取循环频率能量最大的向量,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)进行预处理特征增强;最后给出数据处理后的循环谱向量与卷积神经网络相结合的实现过程,实现了DME信号的有效检测。仿真结果表明,该方法对噪声不敏感,当信噪比不低于-15 dB时,平均检测概率大于90%。当信噪比不低于-14 dB,检测概率接近100%。

高空气象探测L波段雷达丢球原因及异常情况处理分析

L波段高空探测系统的使用为获取高空气象资料提供了更加准确的依据,但一些常见的高空气象探测观测问题会影响高空气象探测的准确性和数据的完整性,必须加以重视。从台站参数的设置到记录的处理等各个方面分析和总结了高空探测的注意要点,为气象预报、气候分析和气候预测提供可靠的气象情报和资料,对标检测精密,助力发展高质量气象事业。

库车L波段与59—701两种探空系统高度、温度、露点资料对比

为减少仪器换型前后的资料序列差异，为气候变化研究和天气预报奠定可靠的资料基础，利用2009年11月1日至12月1日的59—701和L波段两种探空系统的同步观测资料进行对比分析和u检验，以便更换仪器后观测资料能有效、准确地使用。结果表明：在19时0℃层59—701与L波段相比，气压差平均偏大4．8hPa，高度差平均偏小44m、露点差平均偏高1．0℃；在07时和19时规定等压面59—701的高度探测值小于L波段系统，其差值随气压增大以指数减小，温度差和露点差值在07时和19时随气压变化规律较为一致。

L波段与59-701探空系统观测资料差异评估

利用四川在59-701探空系统向L波段雷达GTS1型电子探空仪系统转变时,就4个高空台站开展了两套系统对比观测的资料进行了差异评估。结果表明:太原厂59型探空仪所测的温度、位势高度比上海厂59型探空仪所测偏高。100 hPa高度以下温度、位势高度观测数据没有明显的跳变,但以上高度换型带来的变化较明显;两套系统所测湿度差异较大,近地面差值最小,差值随高度升高而增大;L波段系统所测湿度基本是低于59-701系统所测湿度。两套系统所测平均风向、平均风速差异较小。直接差异各要素差异的峰值均较大。各要素差值的离散情况随高度的变化各异,总体离散程度最大的是位势高度,其次依次是风向、湿度、露点、风速、温度。两套系统所测要素的差值变化趋势虽然普遍没有太大差异,但湿度、风向和风速的差值变化还是表现出与地理位置、季节和施放时间有关。两套系统在观测所使用设备、原理、精度、订正、观测方法、对比时的放球时间等的不同,都会引起测量值出现差异。

L波段与701-400M探空系统观测资料比较评估

利用四川达州站在701-400 M探空系统向L波段雷达GTS1-2型电子探空仪系统转变时的对比观测资料进行了评估分析.结果表明：温度平均差值为-0.28℃,200 hPa以下平均差值为-0.05℃,200 hPa以上平均差值为-0.52℃,换型带来的温度变化还是明显的;直接差异的80.1％在-1.0～1.0℃间.位势高度平均差值为-7.63 gpm,100 hPa以下高度平均偏低-1.13 gpm,100 hPa以上高度平均偏低-19.57 gpm,换型带来的位势高度变化还是明显的;直接差异的89.0％在-50～10 gpm间.湿度平均差值为-2％,直接差异的87.2％在-20％～～10％间.风向平均差值为1.0°,直接差异的80.1％在-10°～～10°间.风速平均差值为0.3 m/s,直接差异的95.0％在-5～5 m/s间.就平均差值来看,温度、位势高度、湿度是L波段系统所测值低于701-400 M系统所测值,而风向、风速则反之.换型造成各要素差异的峰值还是较大.由于两套系统所使用的设备、探空仪的制造、测量精度、施放、接收等方面的不同,都会引起测量值出现差异,但对各要素的影响确有所不同.

可业务化应用的L波段探空系统高空风改进算法

为进一步挖掘L波段高空气象探测业务系统原始资料潜力、优化改进现行测风业务算法,本文基于新疆博斯腾湖东岸L波段系统机动站累积的2 a探空原始资料,提出了可业务化运行的高空风改进算法。该算法首先对雷达原始秒点坐标进行严格的质量控制,采用低通滤波、加权最小二乘法、线性补缺等方法去除探空仪摆动、雷达测量误差等对秒点坐标造成的扰动;然后采用逐秒点坐标滑动计算矢量平均风,通过与同球施放的GPS探空做比对分析得出,在全程使用50~60 s计算时间窗口或前50 min使用30~40 s时间窗口、50 min以后使用50~60 s时间窗口条件下,雷达矢量平均风廓线与GPS矢量平均风廓线吻合较好;规定高度层风和固定垂直分辨率高度层风采用查找表方法确定,其结果不仅能在风场结构上与现行业务算法一致,同时能呈现出明显的风层中小尺度扰动信息。

L波段与59-701系统高空对比观测资料特征分析

选择喀什探空观测站10个位势等压面上的高度、气温、露点L波段雷达探空系统与59-701雷达探空系统对比观测资料进行分析,结果表明,两种仪器的露点差异最大,而且随高度增加而增加。对各时段高度、气温、露点观测资料进行u检验也表明,L波段与59-701雷达探空高度和气温观测资料无显著性差异,属于同一气候序列;而部分露点值没有通过检验。另外,气温观测值的离散性相对较大,各位势层高度、气温、露点观测值的离散性19时比07时大,低空比高空大。两种仪器在各等压面上的气温值有一定差异,这种差异在大气对流活跃时尤为突出。

L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅱ)——L波段三维ESR成像系统

叙述了一个L波段 (1 .0 5GHz)用于ESR和ESR成像的装置 ,用这套自制装置实现了 3DESR成像 .该装置由L波段ESR谱仪、三组梯度场线圈及控制单元和PC机数据采集系统组成 .样品腔是一个 3 环 2 缝再进入式谐振腔 ,可放入直径为 2 0mm、长 30mm的H2 O样品 ,空谐振腔的频率是 1 .0 5GHz.微波振荡频率用自动频率控制 (AFC)的方法自动锁在有载腔的频率上 .梯度场线圈沿X ,Y 和Z 轴产生线性梯度场 ,在中心 40mm球形范围内梯度场强度为 2mT/cm .依照Lauterbur’s方法进行 3DESR图像重建 .用该系统检测了样品中TEMPO氮氧自由基的 3D空间分布 .得到了TEMPO的 2D、3DESR图像、用像素灰度表示的自旋密度分布图及 3DESR CT图像 .

L波段探空系统实用中重放球的原因及应对措施

L波段雷达—电子探空仪高空气象探测系统是我国高空探测业务运行的主要设备,本文列举了系统操作过程中出现的各种重放球情形,分析了原因,并提出了要维护好探测环境、熟练操作技巧等应对措施。

杭州L波段和59-701高空探测系统资料对比分析

为比较L波段高空探测系统和59-701高空探测系统的资料异同,采用平均差、均方差比较的方法分析了杭州站平行观测一个月资料的温压湿资料,比较其异同及产生原因,为更好利用高空探测资料、改进L波段高空探测系统提供参考。通过比较发现:L波段高空探测系统比59-701高空探测系统所测的温度、高度资料更稳定、离散率更小,对提高预报准确率有利。两套系统的温度差值在70 hPa层出现明显拐点,其原因有待进一步研究。

L波段高空气象探测系统应用技术

从台站参数设置、确定探空仪序列号、探空仪参数、基值测定、瞬间观测、放球时间校对、复杂天气下施放跟踪要领、探测过程及特殊情况的处理等方面总结分析了L波段雷达探测系统的技术要点,为气象预报、气候分析和科学研究提供可靠的气象情报和资料。

L波段雷达探空系统气压测量值与气压反算气压值的误差分析

以锡林浩特和南京探空站为例,用雷达定位信息计算的位势高度和用气压计算的位势高度与GPS导航测风探空仪所测高度进行比较;用雷达高度反算的气压值和GTSI型探空仪用气压传感器直接测量的气压值与GPS导航测风探空仪测量的气压值进行比较。结果表明:用雷达定位信息计算位势高度可以替代用气压计算的位势高度并应用于业务;而用雷达高度反算40hPa的等压面高度以上可以代替探空仪对气压的直接测量。在用L波段雷达的情况下,用高度反算气压的可行性应进一步研究。

L波段高空气象观测系统操作心得与体会

通过对L波段系统的实时运行、使用中需注意的事项、系统运行中出现的一些问题及正确处理方法、操作心得及注意事项、记录校对及系统运行以来的操作经验,设备故障的分析、判断及排除方法等方面作出分析和总结,为台站值班和维护人员的学习和操作提供科学的依据。对提高台站业务质量提供一定的技术保障。

荤车探空站L波段与59—701两种探空系统测风资料对比分析

库车站59—701探空系统将被L波段系统替换。为避免仪器换型前后的资料序列出现显著差异、保证资料序列的均一性，利用2009年11月1日-12月1日两种探空系统的规定高度风向、风速同步观测资料进行对比分析。结果表明：59-701系统与L波段系统纬向风差异要大于经向风，经向风、纬向风的差异和离散性低层较小高层较大；从规定高度1500rn到12000m，两种仪器观测的风速、风向资料差异较小，随高度变化较为一致；5000m以下受新疆特殊地形和下垫面条件影响较大，风向差异较大，5000m以上受下垫面影响较小，加上对比观测在秋季末期，冷空气活动较少、天气较稳定，风向趋于一致。

中低空探空相对湿度观测数据的新问题——基于中国L波段探空系统湿度观测异常偏干现象的初步分析

中国探空系统的湿度传感器从59型探空仪的肠膜湿元件改为L波段电子探空仪的碳湿敏碳质电阻后,敏感度极大提高,滞后误差明显减小,但出现新的问题,即在中低空经常出现极度偏干的现象,而且偏干层的厚度很大.利用2008年12月-2009年11月中国91个L波段探空站的相对湿度观测数据,初步分析了L波段探空系统相对湿度观测异常偏干的问题,得到结论：L波段探空系统相对湿度观测在对流层中下层出现异常偏干的现象,不是个别现象,具有相当的普遍性,占整个观测的10％～20％,其中在中国西南和东部沿海地区出现的概率更高,可达20％～40％;并且主要出现在对流层中低层650～ 500hPa的高度上,起始高度可以到900hPa以下;该现象具有明显的季节变化特征,与中国东部地区雨带的移动有较好的对应关系,冬季主要出现在贵州、广西和广东等地区,春夏秋季节逐渐随着雨带北移,然后南撤.L波段探空系统相对湿度观测的异常偏干已经超过了大气中可能出现的自然异常,主要是湿度传感器的不良性能造成的问题,并与探空球上升过程中湿度传感器穿过的云型特点有关.这些异常偏干的相对湿度数据不是真实反应大气状态的错误数据,在使用过程中应采取有效措施克服.

L波段高空探测系统的时差及其测量不确定度

通过分析L波段高空探测系统的时序设计原理,进行GTS1型探空仪与RS92型探空仪的同球比对施放试验验证,确定了由L波段高空探测系统的时序设计造成的测量元件感应气象要素至地面设备计算机软件赋时之间的时间差,会造成测量结果的随机波动。L波段探空系统总体时差对气压测量影响较大,对温度的影响较小,对湿度的影响较为复杂;由此造成的气压不确定性,将影响探空应用文件的准确性。相对于测量元件的感应时间总是延迟的,其总体散布中心为测量元件感应气象要素后1.2s,时差散布的扩展不确定度为0.98s,气压误差最大可达0.86hPa。北斗-GPS双模式导航测风探空仪的设计中采用了消除时差的方法,大大减小了测量结果的随机误差,并且在2013年12月中国气象局阳江试验中效果良好,为该问题提出了改进方法。