關(guān)于氣象雷達數據分析論文
1.系統的設計
系統主要實(shí)現軟件的模塊話(huà)設計，包括反射率數據分析模塊、速度分析模塊、天線(xiàn)運行穩定性分析模塊以及雷達組網(wǎng)數據分析模塊。
1.1反射率分析模塊
反射率的大小體現了氣象目標的降水粒子的密度分布及體積大小，在實(shí)際氣象技術(shù)中長(cháng)期用于表示氣象目標的強度，在工作上采用dBZ單位表示。對于空管氣象雷達圖，數據顯示采用PPI(PlanPositionImage)顯示方式。該方式?jīng)Q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(jiǎn)單介紹其設計流程，首先必須讀取原始數據，并判斷是否首次讀取，若為首次讀取則對其進(jìn)行預處理，否則進(jìn)行坐標轉換；其次進(jìn)行圖像繪制并判斷是否需要改變仰角。此處需要關(guān)注的關(guān)鍵是如何進(jìn)行數據的預處理。在實(shí)現上，對接收的數據進(jìn)行反射率信息結構體賦值。當然該結構體包括了記錄實(shí)際仰角角度、數據文件路徑存儲、雷達波段判斷以及相關(guān)數據的偏移。通過(guò)掃描上述結構體可以實(shí)現對雷達數據的預處理。
1.2速度分析模塊
多普勒雷達采用了速度退化模糊技術(shù)以擴大其對徑向風(fēng)速測量不模糊的區間。結構設計主要考慮數據顯示的徑向方式，流程設計則與反射模塊類(lèi)似。當然在界面設計上，系統將提供對顏色配置的定義，使其人機交互更為快捷。
1.3天線(xiàn)穩定性分析模塊
天線(xiàn)是雷達數據采集的關(guān)鍵部位，長(cháng)期以來(lái)是影響雷達運行的主要關(guān)鍵點(diǎn)之一。其依賴(lài)于底下的電機進(jìn)行旋轉，目前大多數進(jìn)口電機可以保證24小時(shí)安全運行。而運行時(shí)仰角提升和轉速的平穩性直接影響雷達數據的采集。為此，我們通過(guò)在徑向數據上采用方位角及仰角進(jìn)行掃描實(shí)現曲線(xiàn)圖監控。通過(guò)選擇基數據再進(jìn)行預處理后繪制相關(guān)曲線(xiàn)實(shí)現對天線(xiàn)運行狀態(tài)的評估。其中，曲線(xiàn)圖的.繪制需要的參數為：縱坐標為氣象雷達實(shí)際運行的每層仰角均值；橫坐標為范圍角：0-360°。
1.4雷達組網(wǎng)分析模塊
按照民航局的總體規劃，未來(lái)空管將實(shí)現多氣象雷達覆蓋，在這過(guò)程，多個(gè)氣象雷達的組網(wǎng)將成為氣象雷達數據的主要來(lái)源。這種模式將使得數據覆蓋面更大、數據安全性更高、數據準確性更強。而與此同時(shí)帶來(lái)了雷達數據融合組網(wǎng)的技術(shù)難點(diǎn)。設計上，首先模塊將定義雷達站點(diǎn)配置信息，并與此同時(shí)提供組網(wǎng)雷達可選數據；其次對選擇雷達數據進(jìn)行數據預處理；再之則對雷達數據進(jìn)行統計平均并做坐標轉換；最后進(jìn)行拼圖處理。在這過(guò)程中，需要對雷達數據的強度進(jìn)行自適應調整、顯示范圍自適應調整。與上述同理，系統核心在于預處理。在C#中定義List數據列表，并在定義其結構為[站點(diǎn)標示][距離][方位角]，對于數據讀取時(shí)，需要進(jìn)行插值算法處理，此時(shí)的單時(shí)數據拼接分析可以實(shí)現不同仰角和方位角的篩選。為了控制系統數據的準確性可以在前端定義雷達數據方位角表，根據表進(jìn)行映射處理。通常如若出現非連續數據可以在預處理上對其進(jìn)行差值補償。在C#上可以采用反差圓補償方法。
2．結束語(yǔ)
本文從實(shí)際出發(fā)，提出一種包括多普勒雷達反射率數據分析、速度分析、天線(xiàn)穩定性分析和雷達組網(wǎng)分析為一體的集成化空管氣象雷達數據分析系統，該系統通過(guò)C#設計實(shí)現，能夠應用于空管一線(xiàn)技術(shù)保障，并為相關(guān)多普勒雷達系統數據分析提供一種參考。
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