新一代多普勒天气雷达产品(2)

2019-01-19 16:31

三、接收机(Receiver)

当天线接收到从云雨目标物返回的后向发射能量后,将信号传递到接收机,由于与发射的信号相比,接收到的信号是一个非常小的量,所以当接收信号被送到信号处理器之前,必须被放大。

四、信号处理器(Signal Processor)

信号处理器从接收机获得模拟信号后,完成三个重要任务,地物杂波抑制,模数转换和多普勒资料距离退折叠。

1.地物杂波抑制

气象回波和地物回波的主要区别是地物杂波很少或几乎没有运动,而气象目标物返回的信号有明显的运动, WSR—88D就利用这个运动作为去除地物杂波的决定因子。

2.模数转换

来自于接收机的模拟信号在信号处理器中被处理成三种基本类型的数字信号:基本反射率因子,基本平均径向速度和基本谱宽。

3.距离退折叠

在基本速度和谱宽资料中由于不同气象目标物传输路径差异会引起距离折叠,WSR—88D通过与基本反射率因子资料对比对以上两种资料进行距离退折叠。

五.I、II级数据记录存档(ARCHIVE LEVEL I、II)

在RDA中包含最初的两级数据记录存档。 1.存档I(ARCHIVE LEVEL I)

这一级存档设有存储设备和介质,在信号处理器中自动完成,搜集来自于接收机的模拟信号。

2.存档Ⅱ(ARCHIVE LEVEL II)

WSR—88D 存档Ⅱ收集的资料为信号处理器产生的高分辨率数字基本资料,包括反射率因子、平均径向速度和谱宽,这些资料未经水文气象算法处理,目前存储的介质为每盒4.77GB的8毫米磁带。

六、宽带通信(Wide Communication)

宽带通信提供了RDA和RPG之间一个高速的双向资料传送连接,依据RDA和RPG之间的距离以及当地情况,宽带通信连接可采用直接电缆连接,光纤、微波通信(MLOS)和TI方式。上海WSR—88D采用的是直接的电缆连接。

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1.3 雷达产品生成单元

雷达产品生成单元(RPG)是一个多任务的单元,经宽带通信从RDA采集原始基本资料,通过各种水文气象算法处理和生成三十多类70多种气象产品,经窄带通信发送到用户。RPG还是整个雷达系统的控制中心,这里还提供第三级数据记录存档(ARCHIVE LEVEL III)

图1.2 WSR—88D气象产品数据流

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1.4 主用户处理单元(PUP)

主用户处理单元(PUP)是收集、处理和存贮从RPG 获得的气象产品的软硬件的总称,由主用户处理器和交互式用户工作站两部分组成。其中PUP交互式用户工作站由两个高分辨图形监视器,图像板,应用终端和彩色打印机组成,是预报人员显示和操作WSR—88D产品的工作平台;主用户处理器连接一个系统终端,为操作者提供PUP软件安装、运行监控等功能。为了方便操作人员异地了解雷达工作状况,在主用户处理单元还配有远程单元控制面板(远程UCP)。此外,PUP还提供第四级数据记录存档(ARCHIVE LEVEL IV)。

一、PUP主要功能

气象产品的采集,操作人员通过在PUP上设置常规产品集(RPS)或通过一次性请求从RPG上采集气象产品或信息,也可通过设置警报区域和警报阈值自动从RPG采集警报配对产品。

气象产品的处理和显示,包括气象产品的显示、放大、动画、产品叠加、地理信息的叠加以及强天气的自动报警功能等。

二、远程雷达控制

为了方便操作人员在PUP工作单元了解整个雷达系统的工作状态,实施RPG远程关闭、启动操作、以及进行一些异地RDA、RPG故障的诊断、排除等,在PUP单元配置远程单元控制面板,远程UCP通过9.6K BPS DDN专线与RPG相连,其功能与本地UCP完全相同,但RPG本地UCP和远程UCP只能选择其中一个工作。

三、第四级数据记录存档((ARCHIVE LEVEL IV)

第四级存档记录媒质与第三级存档完全相同(654M WORM 光盘),可以存储任何WSR—88D多普勒天气雷达产品和信息。

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二. 雷达基本产品的生成、调阅和应用

WSR—88D产品生成器根据用户要求生成的基本产品有:基本反射率因子产品6种,平均径向速度产品6种,速度谱宽产品3种,共计3类15种气象产品,如下表:

产品 产品 空间分辨率资料等级 最大探测距离 产品范围 号 (海里*度) (海里) 海里 海里*海里 (半径) 0.54*1 8 124 124 基本 16 —— 1.1*1 8 248 248 反射 17 —— 2.2*1 8 248 248 —— 率因 18 19 0.54*1 16 124 124 —— 子 20 1.1*1 16 248 248 —— (R) 21 2.2*1 16 248 248 —— 平均 径向 速度 (V) 22 23 24 25 26 27 0.13*1 0.27*1 0.54*1 0.13*1 0.27*1 0.54*1 0.13*1 0.27*1 0.54*1 8 8 8 16 16 16 8 8 8 32 62 124 32 62 124 32 62 124 32 62 124 32 62 124 32 62 124 —— —— —— —— —— —— —— —— —— 谱宽 28 (W) 29 30 表2.1 WSR—88D基本数据产品

这些基本产品比其它导出产品更直观的反映锋面,暴雨等天气尺度和中尺度气象特征,是预报员进行天气分析过程中最常用的产品。

每个产品可显示当前体积扫描覆盖模式所定义的所有仰角资料(如VCP11可显示14个仰角的基本资料)。

考虑到以上每类基本产品中的各个基本产品只是空间分辨率和资料等级的不同,书中对各类产品只介绍其中的一种产品(产品号分别为19. 26. 30)

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2.1 基本反射率因子产品( R )

(图2.1 基本反射率因子产品图 上海)

产品介绍

上图为2000年8月31日00时39分0.5度仰角的基本反射率因子产品图,空间辨率为0.54海里*1度,探测范围124海里,资料等级16层(5~75 dBZ), 雷达工作在降水模式VCP 21,产品代码19 R,从图中可见0014号台风(派比安)在上海登陆前台风眼区和外围螺旋雨带。图象右边的信息栏显示了产品生成时间、分辨率、产品代码等有关图像的一些信息。

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