基于多源观测资料的雄安一次雾转暴雪的过程分析

利用多源高时空分辨率观测资料对2021年11月6—7日河北雄安新区一次雾转暴雪天气过程进行深入分析.结果表明:(1)微波辐射计观测特征:整个过程大气层湿度深厚,雨转雨夹雪再转雪阶段,3~6 km大气层相对湿度逐渐增大至80%以上;雾转雪过程中大气层温度明显下降,雾转雨100 m以下大气层温度下降4~5℃;雨转雨夹雪1~6 km大气层温度明显降低2~3℃;100 m以下大气层温度低于0℃时,预示着雨夹雪转雪.(2)毫米波云雷达观测特征:大雾阶段反射率因子强度较弱为-16.0~0.3 dBz,雾滴下降速度基本为0 m/s;雨转雨夹雪2 km以下大气层反射率因子强度增强至33~45 d Bz,径向速度明显增大至-6.9~-4.2 m/s;雨夹雪转雪云顶升高1~2 km,3 km以下大气层最强反射率因子减弱6~12 dBz,径向速度减弱约3 m/s.(3)雨滴谱观测特征:雨转雨夹雪时降水粒子直径增大,最大为4.5 mm,下降速度1~7 m/s;雨夹雪转雪时直径1.5~5.0 mm的降水粒子数量增多,但下降速度明显减小至0.5~3.0 m/s.(4)此次雾转暴雪过程,3种产品对雾、雨,雪相态转换和持续过程均有较好反映,其中毫米波云雷达产品的宏观、微观及云物理特征对临近预报预警有明显参考价值.

基于HAC的溢油SAR图像分割算法

图像分割是SAR溢油检测中的关键步骤,但由于SAR影像中存在斑点噪声,使得一般的图像分割算法难以收到理想的效果,严重影响溢油检测的精度。发展一种基于凝聚层次聚类(Hierarchical Agglomerative Cluste-ring,HAC)的溢油SAR图像分割算法。该算法利用多尺度分割的思想,能够有效保持SAR影像中溢油斑块的形状特征,并能减少细碎斑块的产生。利用2010年墨西哥湾的Envisat ASAR影像开展了溢油SAR图像分割实验,并将该算法和Canny边缘检测、OTSU阈值分割、FCM分割、水平集分割等方法进行了对比。结果显示,HAC方法可以有效减少细碎斑块的产生,有助于提高SAR溢油检测的精度。

雷达目标动静态多极化回波仿真分析

针对建立雷达目标动态多极化回波模型问题,提出了一种基于FEKO软件的快速多极化动态RCS仿真方法。首先通过静态目标多极化回波仿真得到全空域RCS数据,再根据预先设定的两种航迹,经过坐标转换得到雷达相对于飞机的实时方位和俯仰角,最后通过仿真得到HH,VH,VV和HV 4种极化方式的动态RCS序列。仿真结果可为目标隐身与反隐身技术研究提供参考。

雷达-通信一体化系统设计

多传感器、多功能综合是现代战争电子装备的一个重要发展趋势,而雷达-通信一体化是综合射频技术的重要发展方向之一。创新性地构建了一个基于数字阵列体制的雷达-通信一体化试验系统,该试验系统基于共用射频前端模块进行雷达和通信信号的实时控制与资源共享,是一个兼具目标探测、跟踪与通信的多任务综合体。试验结果表明雷达与通信模式均能正常工作,实测数据率与设计值相当,语音和图片传输快速、流畅,证明了该试验方法的可行性。

合成孔径雷达信号子带干涉技术及其应用

分别选用两景Radarsat-2和TerraSAR-X数据,应用子带干涉技术获取夏威夷火山国家公园及其附近区域的沉降量,并将其与偏移跟踪技术结果进行对比,证明了子带干涉技术的地表形变监测能力,且分辨率越高、带宽越宽的TerraSAR-X数据得到的监测精度越高。用两景PALSAR数据,应用子带干涉技术获得唐洞煤矿地表方位向位移,与同期GPS监测数据进行对比,进一步验证了子带干涉技术的形变监测能力。

建筑结构火灾下倒塌预警手段及干涉雷达应用探讨

对建筑结构火灾中的倒塌事故进行预警是当前建筑灭火救援亟需研究的内容。对现有的倒塌预警手段进行了梳理分析,指出其优势与不足之处,针对当前的预警手段仍集中于“单点探测”,在部分典型建筑的火灾救援中应用受限等问题,着重对干涉雷达的使用进行了介绍,对雷达波穿透大空间局部火焰体的性能开展了测试。研究发现:干涉雷达波基本不受油盘火焰影响,整体装置误差处于亚毫米级,但在使用中应注意区分非结构构件引起的变形,并建议完善使用多雷达组合获得关键构件空间坐标的方法,开发的基于区域探测的预警装置及算法,对重要建筑在使用全寿命中的位移进行监测。

DSD参数对双频雷达估测降水的影响研究

双频雷达通过估计降水的雨滴谱分布(Rain Drop Size Distribution,DSD)参数来估测降水,相比多普勒天气雷达利用Z-I关系估测降水的方法,估测结果更加准确。真实的雨滴谱分布随时空不断变化,难以准确描述。本研究的目的是评估将其描述成Gamma分布模型对双频雷达估测降水造成的误差。研究中利用架设在广东龙门和西藏那曲的雨滴谱仪观测资料,计算Ku/Ka双频雷达的反射率因子,利用双频雷达算法反演降水率R和衰减系数k,并将其与雨滴谱仪直接计算的结果进行比较,探讨双频雷达反演算法中DSD模型对反演结果造成的影响,并对比反演误差的地区差异性。研究结果表明:DSD参数对双频雷达反演降水的影响在那曲和龙门地区有一定的差异。从双频技术反演的质量加权的粒子直径(Dm)、Ka波长衰减系数(kKa)、Ku波长衰减系数(kKu)和降水率(R)来看,当Gamma分布的形状因子μ分别取2、3和4时,龙门地区对四个参数的反演都能得到较为稳定准确的结果,相对误差基本<10%。而就kKa和5~40 mm·h^-1的降水率而言,那曲和龙门有很大的不同,在龙门当μ取3时相对误差最小,都在0值附近波动,而那曲则要需要μ值在4和6附近才能使得相对误差达到最小。

熊洞湾隧道出口正洞采空区处理探讨

针对熊洞湾隧道超前地质钻探中发现的采空区现象,通过地质调查法、TSP超前地质预报、地质雷达、超前地质钻探等措施分析采空区分布范围、空间形态特征和冒落状况等,确定采空区的性质、评价其潜在危害性并提出合理的处理技术措施.

采用PolInSAR技术反演植被高度的算法应用与研究进展

极化合成孔径雷达干涉测量(polarimetric interferometric synthetic aperture radar,PolInSAR)技术是提取植被高度的有效手段,应用其进行植被高度反演已经有20多年的历史。旨在通过分析近年来国内外基于PolInSAR技术的植被高度反演研究的现状,以全面、深入了解当前国际研究动态。

多通道多频高频地波雷达DDS数字信号源的设计

采用直接数字频率合成技术（DDS）产生多频高频地波雷达信号波形，使用现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA）设计多通道多频高频地波雷达DDS数字信号源，提出了运用FPGA芯片实现该信号源的一种方案．该方案的系统组成包括PC机软件、LXI接口电路、控制模块、多通道DDS系统和加法器．该信号源输出为四通道单频信号及四通道信号加权叠加合成的多频信号．系统输出频率为3～30MHz，输出信号无杂散动态范围（SFDR）优于62dB，输出信号相位噪声优于132dB／Hz，实验结果可满足多频高频地波雷达发射和接收系统的要求．