新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究

新一代天气雷达观测规定(第二版)综合观测司二○一八年十二月第一章总则第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。

第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。

第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。

第二章岗位要求与职责第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。

第五条新一代天气雷达观测人员主要职责:（一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。

（二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。

（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。

（四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。

（五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。

(六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。

第三章探测环境与保护第六条雷达站址环境及相关要求如下：（一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5︒，其他方向的遮挡仰角不应大于1︒，孤立遮挡方位角不应大于1︒，且总的遮挡方位角不应大于5︒，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。

（二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。

新一代天气雷达对灾害性天气的监测能力分析及未来展望摘要：自 20 世纪 9O 年代，我国开展大规模新一代天气雷达建设以来，已初步形成一个对大、中、小尺度灾害性天气监测的天气雷达业务网，并在防灾减灾中发挥了重要作用。

本文分析了新一代天气雷达对灾害性天气监测能力的现状，并提出了对天气监测的未来展望。

关键词：新一代天气雷达；灾害性天气；监测能力；分析；展望新一代多普勒天气雷达(以下简称“天气雷达”)可以有效地监测暴雨、冰雹以及龙卷等灾害性天气的发生和发展；同时还具有良好的定量测量回波强度功能，可以定量估算大范围降水；天气雷达除实时提供各种图像产品外，还可提供对多种灾害性天气的自动识别、追踪等产品。

天气雷达在灾害性天气监测和预警方面发挥着不可替代的作用。

天气雷达技术的应用极大地提高了各国气象和水文部门对极端灾害性天气的监测和预报能力，已成为世界各国构建业务雷达网之首选。

1新一代天气雷达灾害性天气监测能力现状我国于 1999 年开始天气雷达组网建设，组网雷达分别由三个厂家生产的 S 和 C 波段组成，共分 7 种型号，即 CIN R A D ／SA 、SB 、SC 、C B 、C C 、CD 和 CCJ。

截止 2009 年底，我国已完成 136 部雷达建设，覆盖全国 30 个省 (市、区 )，其中 132 部已投入业务运行或业务试运行。

我国受季风气候影响十分显著，每年进入汛期各种天气系统频繁在各地活动，是造成气象灾害的主要原因。

对于不同尺度天气系统新一代天气雷达的探测能力是不同的。

主要是由天气系统的水平尺度、垂直高度、发生发展、移动速度快慢以及内部结构所决定的。

新一代天气雷达不仅能够探测到目标物的回波强度、目标物位置，还可以给出目标物的平均径向速度和标准差。

虽然从单部多普勒雷达取得的平均径向速度和速度谱宽，并不能直接表示降水区的流场分布，但是从径向速度分布的图象可以提取出一些有益的天气信息，例如龙卷风、下击暴流、暴雨等一些具有强烈风切变、旋转、辐合辐散等流场的信息。

《县级综合⽓象业务指导》测试试卷预报预警（浠⽔）⼀、填空题（共40题，每⼩题1.0分，计40分）1. 短历时强降⽔定义为1⼩时降⽔量≥20 毫⽶的降⽔；暴⾬红⾊预警信号发布标准是未来 3 ⼩时降⾬量（≥100 毫⽶）。

2．T-lnP 图上⽓块温度升降的曲线叫（状态曲线），⽽⼤⽓实际温度分布曲线叫（层结曲线）。

3. 影响台风移动的因⼦有（地转偏向⼒）、⽓压梯度⼒/总压⼒、内⼒、扰动加速度等。

4. 零度层亮带是（层状云降⽔）回波的⼀个重要形态特征。

5. 在亚洲地区，阻塞⾼压经常出现在（乌拉尔⼭）和鄂霍次克海地区。

6.⽓旋在越过⼭脉时强度常常发⽣变化，在迎风侧（减弱），⽽在背风侧增强。

7. 从流场上看江淮切变线可分为冷锋式切变线、暖锋式切变线和（准静⽌锋式）切变线三种。

8.⼀般情况下，与地⾯冷锋相配合的⾼空槽越深、槽后的冷平流越强，就越有利于冷锋后出现⼤风；⼤风区出现在冷平流（最强区域）所对应的位置。

9. （焚风）是当暖空⽓越过⾼⼭，变成下沉⽓流，在背风⾯上局地容易吹起的⼀种⼲燥的热风。

10. 对暴⾬形成有利的条件有强烈的上升运动、充分的⽔汽供应和（较长的持续时间）。

11、⽓象部门规定：24h 降雪量达（10mm）及其以上为暴雪。

12. 在形成华北暴⾬的环流系统中，（⽇本海⾼压）是⼀关键系统。

13. 和飑现象相联系的⼀类中系统叫飑中系统，它包括（雷暴⾼压）、飑线、飑线前低压、尾流低压等中系统。

14. 当 45-55dBZ 的回波强度达到（-20）度层的⾼度时，最有可能产⽣冰雹。

15. 新⼀代天⽓雷达系统的应⽤主要在于对灾害性天⽓，特别是与风害和冰雹相伴随的灾害性天⽓的监测和预警。

速度图上0等风速线呈反“S”型，表⽰实际风向随⾼度（逆时针）旋转，在雷达有效探测范围内为冷平流存在。

16. 对流风暴可以分为以下四类：普通单体风暴、（多单体风暴）、飑线和超级单体风暴，其中超级单体风暴与其他风暴本质区别在于是它总是伴随着⼀个持久深厚的中⽓旋。

新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究
新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究
文中研究了几种把球坐标系下的雷达网反射率体扫资料插值到统一的笛卡尔坐标系下的经纬度网格上以及用多个雷达的反射率网格资料进行三维拼图的方法,并对多个雷达同步观测的'反射率因子的空间一致性、系统误差以及雷达等距离线上回波的水平和垂直结构进行了分析.结果发现:在雷达资料格点化过程中,径向和方位上的最近邻居法和垂直方向的线性内插法的结合(NVI方法)是一种有效的雷达资料分析方法,它既能得到空间比较连续的反射率分析场,同时也较好地保留了体扫资料中原有的反射率结构特征;广州雷达和梅州雷达同步观测的空间一致性比较好;在多个雷达资料合成拼图的过程中,距离指数权重平均法能提供空间连续的三维反射率拼图数据,拼图也减轻了由雷达波束几何学引起的各种问题.
作者：肖艳姣刘黎平 Xiao Yanjiao Liu Liping 作者单位：肖艳姣,Xiao Yanjiao(中国气象科学研究院,灾害天气国家重点实验室,北京,100081;南京信息工程大学,南京,210044;中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074)
刘黎平,Liu Liping(中国气象科学研究院,灾害天气国家重点实验室,北京,100081)
刊名：气象学报ISTIC PKU 英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA 年，卷(期)：2006 64(5) 分类号：P4 关键词：雷达网反射率三维拼图 NVI内插方法距离指数权重平均。

新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究一、引言天气雷达是现代气象学中一种重要的观测仪器，可以追踪和监测大气中的降水、大风、冰雹等极端天气现象。

随着科技的进步，天气雷达的应用在气象预测、灾害预警等领域中起到了至关重要的作用。

本文将对新一代天气雷达三维组网技术进行探讨，并分析其在气象领域的应用。

二、新一代天气雷达三维组网技术概述传统的天气雷达只能提供二维的雷达反射率数据，无法准确捕捉到大气中的三维结构信息。

为了克服这个问题，新一代天气雷达引入了三维组网技术。

三维组网技术利用多个雷达站点的观测数据，通过一系列算法和模型的处理，可以将二维雷达反射率数据转化为三维降水强度数据，精确地描述大气中降水的垂直分布和空间分布。

三、新一代天气雷达三维组网技术的原理新一代天气雷达三维组网技术的原理包括观测数据处理和三维重建两个步骤。

1. 观测数据处理：多个雷达站点同时观测同一场降水过程，并采集雷达反射率数据。

在传输过程中，观测数据需要经过去噪、几何纠正等处理，以保证数据的准确性和可靠性。

2. 三维重建：根据多个雷达站点的反射率数据，结合差分相位处理、多普勒速度测量等技术，通过雷达数据融合算法，实现对大气中的降水强度进行三维重建。

具体的算法包括贝叶斯反演算法、卡尔曼滤波算法等。

四、新一代天气雷达三维组网技术的应用1. 气象预测：新一代天气雷达三维组网技术可以提供更精确的降水强度和分布信息，有助于改进气象预测模型的准确度。

通过将三维组网数据与模型数据进行比对和融合，可以提高气象预报的准确性和可靠性。

2. 灾害预警：降水是洪涝、山洪、泥石流等自然灾害的直接原因，通过三维组网技术可以实时获取降水的空间分布和强度，借助灾害预警系统，可以提前预警并采取相应的措施减少灾害的发生和影响。

3. 航空和交通领域：新一代天气雷达三维组网技术可以提供更精确的雷达反射率数据，有助于改善航空和交通领域的气象预报和监测系统，提高对恶劣天气的预警能力，保障航空和交通运行的安全性。

学术论坛 / A c a d e m i c F o r u m144CINRAD/CC-D 新一代天气雷达作为全国组网性质雷达，遍布在全国各个角落。

但是由于中国地大物博，山川地势因地区而异，雷达在不同的地理环境和大气环境下，探测的效果也有较大出入，尤其是偏振参数方面，更容易受到影响。

因此，在观测之前，需要进行人为的设置，把滤波和门限等配置到合适程度，使回波更加精细化。

1　质量控制质量控制是从回波信号自身获取的特征值，来决定接收还是拒绝当前的数据，拒绝就是在用户显示软件中不显示该数据，从而得到更好的气象回波显示。

LOG：是信号强度的估计，该门限的设置用于反射率的质量控制。

LOG 并不是真正的SNR （信噪比），它是信号加噪声除噪声，LOG 门限的典型值是0.75 dB。

LOG1是dBT 估值的质量控制因子，LOG2是其他估计值的质量控制因子孤噪控制。

SQI：是对回波信号相关性的一种测量，所以SQI 门限一般用于速度和谱宽的检测，SQI 门限的典型值为0.1~0.3。

当气象回波信号较弱或谱宽太大时，可以通过SQI 质量控制因子进行检测。

CCOR：是设置用于删除杂波非常强的回波信号。

当杂波非常强时，计算出的CCOR 因子是一个非常小的负值（dB），CCOR 门限的典型值是-30 dB。

SIG：是对气象回波SNR 比的估计。

SIG 门限的设置主要用于谱宽的质量控制，来确保气象功率足够大，谱宽测量的精度可以满足要求，SIG 门限的典型值为5dB。

CINRAD/CC-D 雷达的质量控制调整方式如图1所示。

2　杂波图的获取杂波对消处理是在零频附近有一定凹口的高通滤波器，它在对地杂波有一定抑制作用的同时，必然会带来气象回波的损失。

在APRF、DPRF 解速度模糊时，在扩展的不模糊范围内，还存在镜像凹口，而且滤波器会对双偏振参数的估计带来一定的影响。

为了规避这些问题，采用在线实时建立杂波图的方式，使系统在杂波区域开启滤波器，在没有杂波或杂波非常弱的区域不需要进行滤波处理，这样可以大大减小因滤波摘要：CINRAD/CC-D 新一代天气雷达是中国气象局用于全国组网观测的重要设备，属于C 波段双偏振雷达，在气象探测领域发挥着极其重要的作用。

多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用3王红艳1)2)3)　刘黎平1)　王改利1)　庄　薇1)　张志强1)4)　陈小雷3)1)(中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081)　2)(南京信息工程大学,南京210044)3)(河北省气象与生态环境重点实验室,石家庄050021)　4)(成都信息工程学院,成都610225)摘 要为充分发挥多普勒天气雷达网的联网观测优势,依托已有科研成果,开发了多普勒天气雷达三维数字组网软件系统。

介绍了该系统的整体设计、系统框架、主要功能模块、数据处理流程和相关算法,分析了系统性能及组网结果的实用性、可靠性,讨论了实际应用中影响组网效果的两个重要因素。

业务运行测试及实例分析结果表明:该系统运行稳定;在微机上可实现约15部雷达、频率为6min左右的高时间频率的三维组网;算法合理,组网结果可靠;为中小尺度天气分析提供了便利,为临近天气预报开发等工作提供了数据基础;有必要对软件系统进行升级,以便更好地满足应用需求,提高组网结果质量。

关键词:多普勒天气雷达;三维数字组网;软件系统引　言多普勒天气雷达是目前探测中小尺度对流天气系统的重要观测工具。

美国自20世纪80年代开始建立多普勒天气雷达观测网,为监测对流天气发挥了重要作用,大大提高了灾害天气预报预警的准确率。

我国从20世纪90年代末开始建设新一代多普勒天气雷达观测网,为提高我国气象业务水平发挥了重要作用。

但是,目前国内雷达都是单站观测,产品也基于单站,预警范围和临近天气预报外推时间都受到较大的限制。

国内已开发了基于雷达二次产品的拼图软件[1],并投入业务应用,但其拼图产品单一,预报员只能被动接收,无法进行二次开发,无法得到天气系统的三维结构等重要信息。

为了提高雷达对中尺度灾害性天气预报预警能力,有效利用雷达观测网的优势,有必要多部雷达联合观测,并进行多部雷达观测结果的拼接。

雷达三维组网数据不仅具有很高的分辨率,而且覆盖范围广,可以用于强天气分析算法、区域降水估计、中小尺度数值天气模式中雷达数据同化等[225]。

一、填空1、我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是：在我国东部和中部地区，装备（）和（）多普勒天气雷达系统。

2、根据我国雷达布局原则，在我国第二地形阶梯地域和黑龙江、吉林省布设（）频段新一代天气雷达。

3、根据我国雷达布局原则，在天气、气候相近的地区，组网的新一代天气雷达在（）和（）上要尽可能统一。

4、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：对大范围降水天气的监测距离应不小于（）km；对小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于（）km。

5、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度S波段应不大于（）dBZ、C波段应不大于（）dBZ。

6、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求新一代天气雷达应有一定的晴空回波探测能力，在湿润季节应能观测到（）km左右距离范围内的晴空大气中的径向风场分布。

7、新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气，特别是风害和冰雹相伴随的灾害性天气的（）和（）。

它还可以进行较大范围降水的定量估测，获取降水和降水云体的（）。

8、从径向速度图像上可以看出气流的（）、（）和（）的特征，并可给出定性和（）的估算。

9、辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），两个极值中心的连线和雷达的射线（）。

10、气流中的小尺度气旋（或反气旋）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），中心连线走向于雷达射线（）。

11、具有辐合（或辐散）的气旋（或反气旋）表现出最大、最小值的连线与雷达射线走向（）。

根据中心连线的长度、径向速度最大值、最小值及连线与射线的夹角，可以半定量地估算气旋（或反气旋）的（）和（）。

12、新一代天气雷达采用（）体制，共有7种型号，其中S波段有3种型号，分别为（）。

C波段有4种型号，分别为CINRAD-（）。

一13、SA和SB雷达的正式名称分别为CINRAD-SA和CINRAD-SB，在国际上称为（）。

激光雷达技术在三维场景重建中的应用研究随着科技的不断进步和应用需求的增加，激光雷达技术在三维场景重建中扮演着越来越重要的角色。

激光雷达技术以其高精度、高分辨率和非接触式测量等特点，在地理测绘、机器人导航、智能交通等领域展现出巨大的潜力。

本文将重点探讨激光雷达技术在三维场景重建中的应用研究。

首先，我们将介绍激光雷达技术的基本原理。

激光雷达是一种利用激光束测量目标物体距离、位置和形状的传感器。

其工作原理是发射激光束并通过接收器接收反射回来的激光信号，通过计算出激光信号的往返时间来测量目标物体的距离。

通过扫描和测量不同方向的激光束，可以获取目标物体的三维坐标信息，从而实现对场景的重建。

激光雷达在三维场景重建中的应用具有广泛的范围。

首先，在地理测绘方面，激光雷达可以快速准确地获取地形地貌信息。

通过将激光雷达固定在飞机、船只或车辆上，可以对大范围的地理区域进行高精度的测绘，用于地图制作、城市规划等领域。

其次，在机器人导航方面，激光雷达可以提供准确的环境感知信息，帮助机器人进行自主导航和避障。

通过激光雷达获取的三维景象，机器人可以实时判断周围环境的变化，并做出相应的运动决策。

此外，在智能交通领域，激光雷达可以被用于车辆和行人的检测与定位，准确地识别车辆和行人的位置和行为，提高交通流畅性和安全性。

在激光雷达技术应用研究中，必须克服一些技术难题。

首先，对于大规模场景的重建，激光雷达需要快速获取海量点云数据并进行实时处理。

传统的激光雷达通常采集数据较慢，难以满足实时场景重建的需求。

因此，研究人员需要提高激光雷达的扫描速度和数据采集效率，以适应复杂场景的实时重建。

其次，激光雷达在户外环境中面临复杂的光线条件和杂散干扰。

阳光、雨雪等自然因素会影响激光束的传播和反射，从而导致测量误差和噪声增加。

因此，研究人员需要在算法和传感器设计上做出改进，提高激光雷达在复杂环境下的稳定性和可靠性。

针对上述技术难题，研究人员提出了一系列解决方案。

新一代天气雷达在天气预报预警中的应用研究摘要：伴随着科学技术的快速发展，互联网、大数据应运而生，气象观测系统相关技术水平、观测设备等也有了质的提升。

在天气预报报警系统中，涌现出诸多的先进技术和设备，其中最突出的就是新一代天气雷达。

新一代天气雷达准确率高，能够在天气预报报警中提供较高的参考价值，尤其是对于暴雨、强对流天气的预测更加精准，能够及时探测到灾害性天气，为有效防御应对气候变化预留出宝贵时间，从而提高人们的灾害应对能力。

本文以新一代天气雷达为研究对象，首先阐述它的工作原理，其次重点分析新一代天气雷达在天气预报报警中的作用，希望能够为气象工作者提供一定的参考和借鉴意义。

关键词：新一代天气雷达；天气预报；预警引言新一代天气雷达与传统雷达相比，功率更大、灵敏度更高、性能更好。

基于这样的前提，新一代天气雷达的估测可靠性大幅提高，包括降水可能性、雨量值等，同时，新一代雷达还能够进一步探测到降水地区分布及其变化特征。

在实际应用运行中，新一代天气雷达能够提前感知极端天气变化，并且能够第一时间发出预警，在天气测报、气候变化、交通、农业等重大社会活动中发挥强大的保护作用。

因此，研究新一代天气雷达具有较强的实用价值，能够在气象测报中发挥较高的社会效益以及经济效益。

1.新一代天气雷达探测原理在实际操作的过程中，无论采用哪种类型的电子雷达，都主要是利用电磁波来检测目标物，通过电磁波来测量目标物的远近和基本特点，其中电子散射波技术就是无线电装置最为重要的技术基础。

天气雷达可以通过对散射波的测定,监视天气变化,测定不同目标物质的属性和特点。

新一代的天气雷达,在继承了传统的天气雷达技术基础上，进一步完善和强化了自己的技术核心。

它的运作过程就是，频率综合器在输出了小功率高频信号后，通过雷达和发射机进一步地放大了高功率，然后再利用已有天气雷达具备的铁氧体天线，将已经科学化的能量从空间中辐射出来。

从另一种数据视角分析其探测机理，可以看出当传统天气雷达在接收到雨、雪、云等目标数据后，就会向晴空衍射。

新一代天气雷达观测规定中国气象局二○○五年五月第一章总则第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理，根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》（2001-2015）、《全国新一代天气雷达发展规划》（1994-2010），并考虑到新一代天气雷达功能及特点，制定本规定。

第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达，S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等；C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD和CINRAD/CCJ等。

第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分，新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档，编制各种雷达观测报表，观测环境的保护，雷达参数测量和标校，雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则，适用于新一代天气雷达气象业务观测。

第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。

探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。

第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。

第六条从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职责包括：（一）严守工作岗位，严格按照本规定开展观测工作，认真分析雷达回波及其演变，做好重要天气的监测和预警，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性；(二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案；(三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度，检查各种安全设施；（四）负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护；（五）负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修，监视雷达工作状态，发现异常及时处理、报告。

第二章观测环境第七条雷达站址环境应当符合下列要求：(一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。

中国新一代天气雷达系统简介
张培昌
【期刊名称】《山东气象》
【年(卷),期】2000(020)002
【摘要】简要介绍了中国气象局正在布点建设的新一代天气雷达系统的三个子系统（ＲＤＡ、ＲＰＧ和ＰＵＰ）的组成，各组成部分的功能和工作原理，介绍了该雷达系统的数据获取、信号处理、产品生成过程及产品的显示、存档和分发。

【总页数】4页(P6-9)
【作者】张培昌
【作者单位】南京气象学院,江苏南京
【正文语种】中文
【中图分类】TN959.4
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5.遵义新一代天气雷达拼图资料传输监控系统简介 [J], 孙静
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新一代天气雷达系统功能规格需求书新一代天气雷达系统功能规格需求书（S波段）中国气象局二〇一〇年八月修订说明为指导和规范新一代天气雷达建设和技术升级工作，统一组网新一代天气雷达技术状态，进一步提高雷达系统运行保障能力，更好地满足气象业务应用和发展需求，根据天气雷达技术发展状况，中国气象局组织对1997年发布的《新一代天气雷达系统功能规格需求书》进行了修订完善。

主要修订了新一代天气雷达系统的部分性能参数，增加了雷达保障和培训方面的内容，同时对雷达的自动在线标定、易维护性、保障维护时效、故障定位诊断、随机文件和仪表、机内状态监控、厂家的保障培训职责等提出了明确要求。

修订工作由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心牵头承担，高玉春、潘新民、黄晓、柴秀梅、陈大任、周红根、高克伟、陈玉宝、蒋小平、徐俊领、雷茂生等同志参加了修订，张培昌、葛润生、张沛源、王顺生、李柏、李建明、苏德斌、李建国、张建云、蒋斌、陈晓辉、陆建兵等专家进行了指导。

目录1. 前言2. 新一代天气雷达（S波段）系统总体性能规格需求3. 雷达子系统功能规格需求4. 雷达信号处理机功能规格需求5. 数据处理与显示子系统功能规格需求6. 雷达输出产品功能规格需求7. 系统检测、标校功能规格需求8. 系统与外部通信联接的性能规格需求9. 保障性需求10. 培训需求11. 系统性能评估1 前言1.1 《气象事业发展纲要（1991－2020年）》明确指出，“2000年前将大力发展新一代天气雷达，加速多普勒天气雷达软硬件和应用技术的研究，建立新一代天气雷达的业务试验基地；2020年前将进一步加强新一代天气雷达、多参数天气雷达和激光雷达等的研制，发展具有通信功能的气象卫星、新一代天气雷达及其他地基遥测遥感手段，进一步发展、完善中尺度气象监测网和气候监测网”。

发展新一代天气雷达，并投入气象业务使用，是气象事业发展的需要。

1.2 《我国新一代天气雷达发展规划（1994－2010）》明确指出，“新一代天气雷达应该是一个能够定量估算回波强度、径向速度、谱宽和降水物相态等信息的全相干系统。

新一代天气雷达观测规定中国气象局二○○五年五月第一章总则第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理，根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》（2001-2015）、《全国新一代天气雷达发展规划》（1994-2010），并考虑到新一代天气雷达功能及特点，制定本规定。

第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达，S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等；C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD和CINRAD/CCJ 等。

第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分，新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档，编制各种雷达观测报表，观测环境的保护，雷达参数测量和标校，雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则，适用于新一代天气雷达气象业务观测。

第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。

探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。

第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。

从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职责包括：（一）严守工作岗位，严格按照本规定开展观测工作，认真分析雷达回波及其演变，做好重要天气的监测和预警，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性；(二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案；(三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度，检查各种安全设施；（四）负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护；（五）负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修，监视雷达工作状态，发现异常及时处理、报告。

第二章观测环境第七条雷达站址环境应当符合下列要求：(一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。

天气雷达三维回波实时渲染算法研究天气雷达是一种用于探测大气中各种降水（如雨、雪）和非降水物质（如冰雹、云）的仪器设备。

它通过发射无线电波，利用物体对波束的反射和散射，获取降水粒子的相关信息，并将其转化为雷达回波信号。

这些回波信号是天气雷达研究和预测天气变化的重要依据。

天气雷达回波信号的实时可视化对天气预测和监测具有重要意义。

三维回波实时渲染算法是其中的关键技术之一，它能够将雷达回波信号转化为可视化的三维图像，直观地展示降水活动的空间分布和强度情况。

本文将对天气雷达三维回波实时渲染算法进行研究。

首先，我们需要了解天气雷达回波信号的获取和处理过程。

天气雷达在工作中发射的脉冲电磁波会遇到空气中的降水物质，被其散射反射，形成回波信号。

这些回波信号包含了降水物质的位置、形态、大小和运动速度等信息。

天气雷达系统会将回波信号采样并转换成数字信号，经过一系列的信号处理和数据分析，最终生成反映降水情况的雷达图像。

在进行三维回波实时渲染之前，首先需要对雷达回波信号进行预处理。

一般来说，预处理主要包括数据去噪、空间插值和数据融合等步骤。

去噪是为了降低回波信号中的噪声干扰，提高数据质量。

空间插值是将离散的回波信号数据通过插值算法填补成连续的格点数据，以便后续的数据分析和处理。

数据融合是将多个雷达站点的回波数据进行融合，得到更为精确的降水情况。

接下来是三维回波实时渲染的关键技术——数据可视化算法。

根据雷达回波信号的空间分布和强度，我们可以将其转化为三维图像。

常见的三维渲染方法有体素法、等值面法和动态贴图法等。

体素法是将回波信号划分为多个体素（也可理解为立方体），根据体素的密度来显示降水活动的强弱。

等值面法是将回波信号用等值面表示，可以直观地显示出降水的面状分布特征。

动态贴图法是使用贴图技术，将回波信号贴在天空盒上，通过旋转、缩放和平移等变换来模拟降水活动的空间运动。

三维回波实时渲染还需要考虑实时性与可扩展性。

实时性是指算法能够在短时间内生成可用的渲染结果，以满足监测和预警的实时要求。

3维激光测风雷达技术研究李策;赵培娥;彭涛;冯力天;周杰;罗雄;周鼎富【摘要】In order to accurately measure the 3-D real-time atmospheric wind field to cope with the problems of low-level wind shear during aircraft take-off and landing, a compact 3-D Doppler wind lidar was developed by using Doppler beam swinging (DBS) principle.The wind field data obtained by the lidar were compared with the anemometry data with the other standard equipments.It turned out that the effective measurement of atmospheric wind field was achieved by the lidar under both sunny and cloudy weather conditions.The root mean square errors of wind speed and wind direction were 0.42m/s and 5.33° respectively.The lidar, with high precision and good stability, plays an important role for wind shear warning, the forecast of low-level atmospheric wind field and wind field measurement of aircraft flight channel.%为了精确测量3维大气风场的实时状态以应对低空风切变在飞行器起降过程中给飞行器带来的多种问题,通过DBS四波束风场反演原理研制出一款小型3维激光测风雷达.对大气风场展开测风试验并获取风场数据,并与其它标准测风设备的数据对比分析.结果表明,雷达在晴天和阴天的天气状况下均可以实现对大气风场的有效测量,风速均方根误差0.42m/s,风向均方根误差5.33°.该雷达精准度高、稳定性好,对风切变预警、中低空大气风场预报及飞行器飞行通道的风场测量具有重要作用.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2017(041)005【总页数】5页(P703-707)【关键词】激光技术;激光测风雷达;3维扫描;相干探测;多普勒;风场比对【作者】李策;赵培娥;彭涛;冯力天;周杰;罗雄;周鼎富【作者单位】西南技术物理研究所,成都 610041;西南技术物理研究所,成都610041;西南技术物理研究所,成都 610041;西南技术物理研究所,成都 610041;西南技术物理研究所,成都 610041;西南技术物理研究所,成都 610041;西南技术物理研究所,成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TN958.98相干多普勒激光测风雷达是近年来发展起来的一种新型大气风场探测仪器，能够连续、实时、准确地获取大气风场数据，具有测量精度高、实时性强等优点。