天气雷达实时回波省级直显系统设计与应用

天气雷达实时回波所见即所得的特性在气象业务工作中发挥着不可替代的作用。受技术条件限制,实时回波只能在雷达本站或本级气象台接收使用。该文分析了实时回波难于在大范围共享使用的主要原因,总结了目前主流解决方案的弊端,并提出省级直显系统设计实现思路与方法:以天气雷达径向流传输业务为支撑,从径向流传输的省级节点上采集雷达实时数据,实现与原雷达系统的彻底解耦;在云端建立Linux集群,向全网用户转发雷达实时数据,转发时采用分段式多线程内存压缩传输技术,既保障实时性又降低网络宽带占用;客户端从集群获取实时数据,经解压缩还原后完成回波的可视化。2022年4月,该系统在甘肃省气象信息与技术装备保障中心部署成功,并向全省提供8部C波段和7部X波段共15部天气雷达的实时回波直显服务,实现了省级范围内多部天气雷达实时回波的集中接收和直接显示。

雷达估测降雨与水文模型的耦合在洪水预报中的应用

尝试将雷达降雨数据作为水文模型的输入用于洪水预报中.流域面上的降雨分布是不均匀的,比较雨量计和雷达两种方式估测的降雨场分布,后者更接近于实际情况.从流域地形分布来看也证实了这一点.从实时洪水预报的角度出发,选择进行校准雷达降雨的雨量站个数与水情部门采用的报汛站的个数接近.由于雷达估测的降雨数据为分布式的降雨数据,需要采用分布式的水文模型.结合淮河史灌河流域蒋家集站进行洪水预报,预报结果表明,雷达测雨在洪水预报中具有广泛的应用前景.

珠江三角洲大暴雨的多普勒特征及形成机制

利用广州C INRAD-SA新一代多普勒天气雷达资料,结合天气形势分析,研究了华南地区夏季短时大暴雨的发生、发展过程,特别是中小尺度系统引发短时大暴雨不同发展阶段的多普勒特征以及辐合强度与短时大暴雨的关系,并对短时大暴雨的发展机制进行了初步探讨。通过分析发现,短时大暴雨产生于低空强盛西南气流等有利条件下,近地层雨区附近的气旋式扰动有利于激发对流,抽吸作用、局地锋生对对流的维持和加强起到了十分重要的作用。在短时大暴雨发生初期及发展旺盛期,大多数都伴有逆风区、辐合带等多普勒特征,中气旋更是与高强度降水、地面强风等剧烈天气密切相关。

机载PD雷达DBS实时成像研究

本文简述了工程化DBS实时处理原理 ,讨论了实时处理中的几个问题 ,结合PD雷达给出实时DBS软、硬件设计方案 。

新一代天气雷达站网实时运行监控系统的设计与开发

新一代天气雷达站网实时监控系统运用了现代计算机网络、工业控制、数据远程传输、远程控制等多项技术,充分利用新一代天气雷达自身系统监控、重要参数定标、检测等功能进行实时监控系统的设计开发,实现了站网内雷达运行状态、定标及报警等相关信息的实时监控,对全面掌握分中心责任范围内各雷达站的运行状况,提高技术保障系统的快速反应能力,以及全面、快速、有效地进行新一代天气雷达系统设备的技术保障具有重要意义。该文主要概述了新一代天气雷达站网实时监控系统的主要功能、系统结构及关键技术的实现方法。

面向气象雷达数据传输的流媒体流量控制研究

气象雷达观测是气象观测的重要组成部分.气象雷达数据生成时间较长,且文件较大,在进行数据传输时,若采集完数据再传输会大大影响其数据的实时性要求.本文在分析雷达数据采集过程及特性的基础上,结合RTP/RTCP协议对拥塞判决控制进行改进,采用基于显式反馈的拥塞判决方案,设计了公平性的非线性流量控制方案,结合雷达数据生成特点,提出了使用流媒体技术的气象雷达数据传输算法SM-RTA(Weather Radar Data Transmission Algorithm Using Streaming Media Technology).通过仿真实验证明,在IP网络中,SM-RTA算法能为用户提供更稳定的实时性服务.

天气多普勒雷达资料实时处理系统

介绍一种天气多普勒雷达实时处理系统，在４８６计算机上可以实时采集、显示和存贮雷达资料，为用户提供各种天线扫描方式下的回波强度、回波径向速度和速度谱谱宽资料，以及线性和对数通道回波信号的Ｉ、Ｑ、Ｚ值。整个系统在参数设置时，具有较高的灵活性，用户可以修改几乎所有可变雷达参数；在实时操作时，由菜单驱动，简单便捷。既适用于相对固定的业务化观测。

天气雷达三维回波实时渲染算法研究

天气雷达实验中三维回波的显示与交互能够提升学生对雷达探测方式和天气学分析的认知。根据雷达探测原理及其数据结构特点,提出极坐标系下三角面片顶点位置的计算方法,简化了坐标转换和空间插值;运用相邻体素状态的快速判别算法和三角剖分构型的判定算法,进一步提升计算性能。测试结果表明,本算法的计算速度是传统移动立方体算法的4倍,内存占用仅为传统算法的56%,能够满足师生教学过程中雷达数据渲染与交互的实时性要求。该算法也可应用于数值天气模式、气象卫星等资料的三维渲染,具有一定的推广应用价值。

新一代多普勒雷达实时资料共享系统的设计与实现

介绍了一个新一代天气雷达实时资料共享系统的设计思路和实现技术,主要包括系统分析与设计、系统流程、软件功能模块的开发以及系统的业务使用。

江西两种典型强对流天气的雷达回波特征分析

选取江西12次典型强对流天气过程,从7个方面对冰雹、雷雨大风和短时强降水2种强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行对比分析。分析结果表明,江西冰雹、雷雨大风天气45～55 dBz强回波平均高度为12.6 km,≥-25℃等温层的高度,比短时强降水天气高5.7 km。弱回波区或有界弱回波区、三体散射长钉、持续高垂直积分液态水含量、中气旋、下湿上干和强风垂直切变等,都是冰雹、雷雨大风天气的典型特征;相对平均径向速度图上“S”形暖平流及表现强低空急流的“牛眼”、深厚的湿度层等,则是短时强降水天气的主要特征。

机载相控阵雷达多分辨率成像研究

根据对相控阵天线孔径色散效应分析,设计了机载合成孔径雷达(SAR)试验系统在不同分辨率下的信号波形。针对多普勒波束锐化(DBS)模式不进行越距离单元走动校正(MTRC)和回波2次相位匹配的缺点,采用MTRC补偿和2次相位匹配滤波的方法提高了DBS的分辨率;针对斜视SAR距离走动大和距离弯曲小的特点,采用时域校距离走动、频域校距离弯曲的成像方法,并对其3次相位进行修正,有效扩大了方位聚焦深度。初步试飞结果验证了系统设计和处理方法的合理性。

基于Java和聚类分析移动端天气雷达管理系统设计

传统天气雷达管理系统以计算机为终端,灵活性和开放性受时间、地点等因素限制,并且数据存储过程非常简单,数据识别度不高,缺少实时天气信息。因此,结合Java语言和数据库技术,提出一种移动端天气雷达实时管理系统的新思路,通过使用手机终端和数据存储优化来解决现有雷达系统存在的弊端。基于数据库和Android技术,使用MVC模式设计软件系统,实现移动端远程控制、显示产品与故障预警等功能。基于强回波定位算法和百度天气API,实现对雷达数据几个强中心的识别与定位,获取该经纬度的实时天气状况,实现雷达数据存储与对应天气过程的关联,便于后续的资料处理和应用。测试结果表明,所设计的系统可有效地进行雷达控制、产品实时显示、故障预警,以及实现雷达数据应用检索的便利化,由天气状况定位雷达资料,具有较高的灵活性和可靠性。

多普勒雷达实时数据传输监控与报警系统的研究

针对目前泰州市新一代天气雷达资料上传监控的现状,开发了雷达资料传输监控系统平台。本系统基于.NET平台,采用Microsoft Visual C#语言编程,利用定时器实时采集和处理,实现雷达资料传输故障信息手机短信报警和多媒体设备声音报警功能。通过此系统可全面实时监控雷达资料上传状态,实现台站无人值守,提高值班人员的工作效率,并有效提高了雷达的业务可用性和资料上传及时率。

新一代多普勒天气雷达远程诊断控制管理方案研究

随着中国新一代多普勒天气雷达网大规模快速建设和发展,传统的维护和技术支持方式已经不能满足需要,探索经济、实用、高效的远程维护手段和方法日趋必要。鉴于雷达系统硬件设备的维护只能在现场进行,文章探讨雷达软件系统的远程维护诊断的可行性,分析雷达软件系统远程实时诊断监控管理方案。雷达软件系统远程实时诊断监控可为雷达系统维护人员,特别是为雷达软件系统技术人员直接提供远程诊断和控制支持。

基于DSP的PRUSS实现严格实时中断

在S波段测波雷达系统中,系统的相干性直接影响了系统对海浪参数的测量。对于采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)为核心处理器的微波雷达系统,由于DSP的SYSBIOS系统对硬件中断的响应和任务调度存在时间不定性,破坏了系统的相干性,导致回波信噪比下降。针对这一问题,提出利用DSP的可编程实时单元子系统(programmable real-time unit subsystem,PRUSS)对中断采集信号进行实时查询与响应,可以实现中断的无延迟响应,严格保证了雷达对信号回波采集的相干性。

机载PD雷达DBS成象处理计算机仿真

根据多普勒分辨理论,提出了一种机载PD雷达DBS实时成象处理的实现方法,并对载机前方大面积地面原始图象和DBS实时成象进行了计算机模拟。模拟结果表明,在雷达天线匀加速扫描状态下载机前方—60°～+60°成象,可以提供系统锐化比为19.71的高分辨力雷达图象。

天气雷达基数据有损压缩方案的设计与实现

本文提出了一种新一代天气雷达基数据的有损压缩方案,在保证压缩前后雷达图像无明显变化的前提下,该方案能够将雷达基数据的大小压缩到原来的1/30-1/100,使得雷达数据传输量大幅度减少,从而实现了雷达基数据的网络实时共享。

一个实用化的机载SAR实时成像处理系统和在其他信号处理中的应用

该文详细介绍了一个实用化的机载SAR高分辨率实时成像处理系统的信号处理流程,体系结构以及该系统在其他信号处理领域应用可能性的探讨。由于采用了通用总线,微处理器和DSP芯片,以及通用的操作系统,使得该信号处理系统实现了模块的标准化和开发的软件化,具有良好的应用前景。

频率捷变PD雷达高度计实时信号处理系统

频率捷变ＰＤ雷达高度计比调频雷达高度计和常规脉冲雷达高度计有更好的性能，因而在航空方面具有广泛的应用前景。提出了这种雷达高度计的一种实时信号处理系统。该系统具有较高的处理速度、测高精度和速度分辨率。用软件和硬件实现了该系统。实验结果表明，该系统方案设计合理，满足了ＰＤ雷达高度计对信号处理的高性能要求。