雷达回波识别

多普勒天气雷达回波辨别和剖析之降水回波1.层状云降水雷达回波特色——片状回波层状云是水平尺度远远大于垂直尺度云团，由这种云团所产生的降水称之为稳固性层状云降水。

降水区拥有水平范围较大、连续时间较长、强度比较均匀和连续时间较长等特色。

⑴回波强度特色：①在 PPI 上，层状云降水回波表现出范围比较大、呈片状、边沿零落不规则、强度不大但散布均匀、无显然的强中心等特色。

回波强度一般在 20-30dBz，最强的为45dBz。

②在 RHI 上，层状云降水回波顶部比较平坦，没有显然的对流单体崛起，底部及地，强度散布比较均匀，所以色彩差别比较小。

一个显然的特色是常常能够看到在其内部有一条与地面大概平行的相对强的回波带。

进一步的观察还发现这条亮带位于大气温度层结0 度层以下几百米处。

因为使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强则显示越亮，所以称之为零度层亮带。

回波高度一般在 8 公里以下，自然会跟着纬度，季节的不一样有所变化。

⑵回波径向速度特色：因为层状云降水范围较大，强度与气流相对照较均匀，所以相应其径向速度散布范围也较大，径向速度等值线散布比较稀少，切向梯度不大。

在零径向速度型双侧常散布着范围不大的正、负径向速度中心，此外还常存在着流场辐合或辐散区。

⑶零度层亮带：如前所述，在 PPI 仰角较高或许 RHI 扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或许亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。

因为亮带回波老是陪伴层状云降水出现，所以是层状云降水的一个重要特色。

（零度层亮带形成的原由：冰晶、雪花着落的过程中，经过零度层时，表示开始消融，一方面介电常数增大，另一方面出现碰并聚合作用，使粒子尺寸增大，散射能力加强，所以回波强度增大。

当冰晶雪花完整消融后，快速变为球形雨滴，受雨滴破裂和下降速度的影响，回波强度减小。

这样就存在一个强回波带，说明层状云降水中存在显然的冰水变换区，也表示层状云降水中气流稳固，无显然的对流活动。

713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标天气雷达是一种常用的气象观测仪器，它能够通过回波资料识别出各种天气现象。

在冰雹和对流性强降水的识别中，天气雷达的回波资料可以提供一些指标，帮助气象预报员进行准确的判断和预报。

以下是一些常见的识别指标：1.雷达回波强度：回波强度是雷达探测到的天气现象的信号强度，通常以dBZ为单位。

冰雹和对流性强降水往往伴随着较高的回波强度，因此可以通过回波强度的大小来初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。

2. 雷达回波高度：雷达回波的高度可以提供冰雹和对流性强降水的垂直分布信息。

冰雹的高度通常较低，一般在2～6km之间；而对流性强降水的高度较大，通常在6～10km之间。

因此，通过回波的垂直分布可以初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。

3.强回波峰值高度：强回波峰值高度指的是回波中最强的那一层的高度。

在冰雹和对流性强降水中，由于存在较大的降水粒子和冰雹，峰值高度通常较低。

因此，强回波峰值高度的变化也可以作为冰雹和对流性强降水的指标之一4. D0/ZDR：D0值是雷达对目标物体的直径大小进行估计的一个参数，通常用于冰雹的识别。

对于冰雹而言，D0值较大，通常在1～3cm之间。

而ZDR值则是雷达回波信号中的液态水含量和固态水含量之间的差异，冰雹的ZDR值通常较大。

因此，通过D0和ZDR值的分析可以对冰雹进行更准确的识别。

总结起来，冰雹和对流性强降水在天气雷达回波资料中的识别可以从回波强度、回波高度、强回波峰值高度、D0和ZDR等指标入手。

通过对这些指标的综合分析，可以更准确地判断和预报冰雹和对流性强降水的出现情况，提供有效的气象服务。

CINRAD-SAD双偏振雷达非降水回波识别技术CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别技术随着气象雷达技术的不断发展，CINRAD/SAD双偏振雷达已成为一种高性能的大气观测工具。

其能够提供非常详细的气象信息，不仅可以准确地识别降水回波，还可以识别非降水回波，如辐射雾、雾霾、沙尘等气象现象。

本文将详细探讨CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别技术。

CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别主要基于其不同的散射特征。

传统的CINRAD/SAD双偏振雷达只能通过反射率因子来识别降水回波，但对于非降水回波的识别存在一定的局限性。

为了克服这一问题，双偏振雷达加入了偏振参数，如差分反射率、相位差等。

这些偏振参数能够提供更加详细和丰富的信息，从而实现对非降水回波的准确识别。

CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别主要包括两个步骤：特征提取和分类判别。

特征提取是指从雷达数据中提取出有用的信息，如反射率因子、差分反射率、相位差等。

这些信息可以通过信号处理技术，如滤波器、多普勒频移校正等进行处理，提取出有意义的特征。

分类判别是指根据特征提取的结果，使用分类算法将非降水回波和降水回波进行区分。

常用的分类算法有模式识别、人工神经网络、支持向量机等。

在CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别中，差分反射率是一个非常重要的参数。

差分反射率是指垂直和水平偏振回波的反射率差值，可以很好地反映出回波颗粒的形状和大小。

通常情况下，辐射雾、雾霾等非降水回波的差分反射率较小，而沙尘等非降水回波的差分反射率较大。

通过设置合适的差分反射率阈值，可以将非降水回波与降水回波进行区分。

相位差也是CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别中的一个重要参数。

相位差是指垂直和水平方向的回波之间的相位差异。

通常情况下，辐射雾、雾霾等非降水回波的相位差较小，而沙尘等非降水回波的相位差较大。

通过设置合适的相位差阈值，可以进一步提高非降水回波的识别准确率。

雷达回波的判断与分析作者：黄强张金凤张会贞来源：《农业与技术》2019年第11期摘要：本文针对不同回波特征进行分析，探讨不同降水系统下雷达回波特征，区分气象回波和非气象回波的差异，以精确分析判断气象雷达回波，为夏季灾害性天气和短视天气预报提供可靠数据资料。

关键词：雷达回波;降水系统;判断分析中图分类号：S163文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.201906150631不同回波特征分析1.1层状云回波在平显上通常要适当抬高仰角才看得到层状云回波，呈均匀片状，回波暗淡、强度弱、边缘模糊犹如薄纱，探测距离约几十公里。

在高显上看回波呈一水平带，底部较平整、不接地，高度为1.4～8.7km（常反映阴天无降水）。

1.2层（波）状云降水回波在平显上，层（波）状云降水回波呈均匀片状，强度弱到中等，范围大，内部没有明显块体结构，边缘发毛，破碎模糊。

在高显上回波顶部平坦，且较均匀常看到0℃层300～1000m 的亮带，高度为3.6～8km（常反映大范围稳定性持续降水）。

1.3对流云回波在平显上回波呈小块状，有时零散孤立，有时排列成带状和不规则形状。

高显上常呈柱状、针状，底部不接地，强度为中等，高度为2.2～4.9km（为无降水）。

1.4阵雨回波在平显上回波呈孤立分散的小块单体或回波群，结构较松，边缘不清晰，单体水平尺度在10km以下，强度中等。

高显上回波呈针状顶部发毛，结构松散，回波高度在7～8km以下，回波底部接地（常反映短阵雨）。

1.5雷雨回波在平显上回波块体结识、肥大、紧密、轮廓清晰、边缘多折，单体水平尺度在10km以上，强度特强，很明亮。

在高显上呈柱状，低的仅5～6km，高的可达17～18km（常反映短暂雷雨）。

1.6雹云回波在平显上块体较大，结构紧密，发展急剧、多棱角、突起或小切口，移动迅速，强度特强，回波单块体范围小于10km。

在高显上强度最大值常出现在高于0℃等温线2～3km以上，云顶很高常在12～13km以上.通常呈针状接地的是阵雨回波，不接地的是对流云回波，平显上看单块体回波范围>10km、高显呈柱状，此回波可判定为雷雨回波。

多普勒速度回波的识别和分析Ø径向速度的基本特征Ø晴空和大面积降水多普勒速度图像Ø对流风暴的多普勒速度图像FinePrint Software, LLC16 Napier LaneSan Francisco, CA 94133Tel: 415-989-2722Fax: 209-821-7869l尽管多普勒雷达只能测量到径向风分量，但径向风分量的空间分布也可显示重要气象过程的特点，通过对典型的多普勒速度场的特征图象识别来推断实际风场。

l从径向分量的标量场中判断出风场矢量，不仅需要依据数学和天气学的知识，还需要有很好的想象力。

l用这种方法可以判断出风场的基本趋势与大致分布，特别是零速线的走向就是一个很好的判识特征。

零径向速度的意义n该点的真实风速为零n 该点的真实风向与该点相对于雷达的径向垂直l 对于风向均匀或风速连续变化的情况，零速度点的风向是由临近的负速度区，垂直该点的径向吹向正速度区。

径向速度图中，正速度表示目标物运动是离开雷达的负速度表示目标物运动是朝向雷达的速度值接近0的线，叫零速度线l多普勒天气雷达通常采用体积扫描方式（多仰角PPI扫描），以雷达为中心，径向距离的增加代表了距地面高度的增加。

径向速度特征的分析原则l零速度线特征n根据投影关系，风向与零速线走向垂直；n零速线经过雷达中心点（原点）；n由零速线向两侧推断速度模糊。

l远离分量（+）和趋近分量（-）的分布特征n分析它们与原点、距离圈、径向的对称关系、面积大小l风向随高度分布特征n对于大面积降水，根据热成风原理，风随高度顺时针旋转--暖平流，反之，风随高度逆转--冷平流n对于局地的对流性降水，在不满足热成风原理时，注意分析风随高度的垂直切变结构（或垂直涡旋结构）晴空和大面积降水多普勒速度图像零径向速度所在处的方位角与风向互相垂直风向风速不随高度变化风速风向均不随高度变化风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度增加风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度先增后减风速不变，风向随高度顺转风速不变，风向随高度逆转风速不变，风向随高度先顺转后逆转风向随高度顺转，风速增加风向随高度顺转，风速增加（地面风速不为零）风向顺转，风速先增后减风向突变90゜，上下两层风速先增后减风向突变180゜，上下两层风速先增后减风向垂直方向不连续实测的多普勒速度图像大尺度连续风场的识别风向随高度不变，风速最大的高度不同风速相同，风向辐散风速相同，风向辐合锋面移向测站时锋面移过测站时非均匀水平风场锋面过境后继续向东南方向移动非均匀水平风场向测站移动的中小尺度锋面的实测多普勒速度图像实测的风向随高度变化的速度图中尺度气旋中小尺度气旋可用理想垂直轴对称气旋环流的蓝金（Rankine)模式来模拟，对流风暴的多普勒速度图像Rankine 模式的切向速度分布示意当回波在雷达站正北方向，气旋和反气旋的速度型典型中尺度气旋受环境南风影响的中尺度气旋典型中尺度气旋速度图像：纯旋转，右正左负，零速线与径线平行中尺度反气旋速度图像：纯旋转，左正右负，零速线与径线平行注意：台风尺度，速度模糊中小尺度辐合辐散轴对称辐散气流中小尺度辐合辐散附加南风环境风辐散气流的速度图像：外正内负，零速线与距圈平行辐合气流的速度图像：外负内正，零速线与距圈平行微下击暴流辐合型气旋辐合型气旋的速度图像：注意零速线走向，兼具辐合与旋转的零速线特征中尺度气旋成熟阶段的气流结构和相应的径向速度分布特征(由Oklahoma 的观测统计得出，雷达在正南）a 低层上升气流下面的辐合运动结合中气旋转动，形成辐合性气旋b 中下层为纯气旋运动c 中上层，风暴顶部的辐散运动与中下层纯气旋运动相结合，形成气旋性辐散d 中气旋顶以上的风暴顶部为纯辐散气流，注：有的风暴回波顶较低、或中气旋向上伸展很高、或距雷达很近而探测仰角不高时，此特征可能探测不到据统计：从a 到d 大约3-5km 高度a 低层-辐合旋转 b 中低层-纯旋转c 中高层-辐散旋转d 高层-纯辐散辐合辐散和中尺度气旋结合。

学会看雷达回波图
雷达回波图，从蓝色到紫色表示回波强度由小到大（10-70dBz），从不同颜色回波可以判断降雨强度，雨区范围、未来降雨强度和移动。

1、如何识别雨区范围
雷达回波图上，绿色回波包围内的区域一般都对应有降雨出现。

一般而言，浅绿色有可能有降雨，深绿色一定有降雨。

图上从河北西北部一直到山西中部都有降雨出现
2、如何识别降雨强度
雷达回波从蓝色到紫色，降雨强度逐渐增强。

一般亮黄色区域一般对应有10毫米/小时左右降雨强度出现，暖红色雷达回波一般对应有20毫米/小时左右的降雨强度，并且有可能出现短时雷雨大风、冰雹等强对流天气。

如图上河北西北部有绿色雷达回波，有降雨出现，但雨势并不强。

山西北部、陕西中北部有黄色雷达回波，有中等强度降雨出现。

3、如何识别降雨未来趋势
以今天雷达回波的多时次动态图上可以看到，从21日9时开始一直到13时前后，影响西北华北一带的降雨系统呈现东北-西南走向，稳定向东偏南方向缓慢移动。

从14：40和14：50两张图上可以看到，降雨带移动缓慢，强度变化不大。

雷达测量中的目标识别与跟踪技术雷达是一种广泛应用于军事和民用领域的无线电探测设备，可以通过发射和接收电磁波来探测和跟踪目标。

雷达测量中的目标识别与跟踪技术在现代社会中发挥着重要作用，不仅有助于军事作战，还广泛应用于航空、航海、气象、交通等领域。

一、雷达目标识别技术雷达目标识别技术是指通过分析雷达回波信号的特征，确定目标的类型和性质。

目标识别可以通过目标的尺寸、形状、反射截面以及运动轨迹等特征来实现。

在雷达目标识别中，一种常见的方法是基于目标的回波信号的频率谱。

不同目标对电磁波的反射能力不同，因此其回波信号的频谱也不同。

通过比对已知目标的频谱特征和实际回波信号的频谱，可以对目标进行识别。

另一种常用的目标识别技术是基于目标的散射特性。

目标与电磁波相互作用，产生散射现象。

通过分析目标的散射信号，可以了解目标的形状、结构以及材料成分，从而实现目标的识别。

此外，雷达目标识别还可以通过目标的运动特征来实现。

不同类型的目标在运动过程中表现出不同的特征，比如速度、加速度等。

通过分析目标的运动特征，可以对目标进行分类和识别。

二、雷达目标跟踪技术雷达目标跟踪技术是指通过分析雷达回波信号，实时追踪目标的位置、速度和轨迹等信息。

目标跟踪是雷达应用于实际场景中的重要环节，对于实现有效的目标探测和监测至关重要。

在雷达目标跟踪中，一种常见的方法是基于比较分析目标的回波强度变化。

通过寻找回波强度最强的点，可以确定目标的位置。

同时，结合雷达的扫描方式，可以得到目标的速度和运动方向信息。

通过不断更新目标的位置、速度和方向信息，可以实现目标的跟踪。

另一种常用的目标跟踪技术是基于多普勒效应。

多普勒效应指的是当目标相对雷达运动时，雷达接收到的回波频率会发生变化。

通过分析回波频率的变化，可以推测目标的速度和运动方向，从而实现目标的跟踪。

除此之外，雷达目标跟踪还可以利用图像处理和信号处理技术。

通过对雷达回波信号进行图像化处理，可以直观地观察目标的位置和运动轨迹。

Matlab的雷达目标回声识别和交叉校对功能雷达目标回声识别是雷达信号处理中的一项关键任务，交叉对流功能是实现这一目标的重要工具。

在本篇文章中，我们将探索雷达目标回声识别的概念，并在Matlab应用交叉对映功能来实现这一目标。

雷达目标回声识别涉及识别和区分从监视区不同目标返回的雷达信号的回声或反射。

这些回声由于目标距离，杂乱无章的存在，以及目标雷达截面等各种因素，可以被扭曲和减弱。

必须开发准确识别和分析这些回声的技术，以获取有关目标的有意义的信息。

雷达目标回声识别常用的一种方法是交叉对映功能。

交叉对映函数作为时滞函数衡量两个信号之间的相似性。

在雷达信号处理方面，可以使用交叉对接功能，将接收的雷达回声与传输的雷达脉冲等参考信号进行比较。

通过分析交叉对映函数，我们可以确定接收回声和参考信号之间的延迟，振幅和相位差异，这可以提供目标的宝贵信息。

在Matlab中，利用信号处理工具箱提供的内置功能，交叉对映功能可以轻松实现。

xcorr函数可以用来计算两个信号之间的交叉串联。

通过对接收到的雷达回声和参考信号应用交叉对映功能，可以获得一个交叉对映波形，表明两个信号在不同时间滞后时的相似性。

然后可以进一步分析这种波形，以提取雷达目标的理想信息。

为了说明在雷达目标回声识别中交叉对映功能的应用，让我们考虑一种假设情景，即雷达系统用于在噪音和杂乱无章的情况下跟踪多个目标。

从目标接收的雷达回声信号与噪音和杂乱无章地混合，使得准确识别和分析回声具有挑战性。

通过使用Matlab的交叉对流功能，我们可以将收到的回声信号与参考雷达脉冲进行比较，并从交叉对流波形中提取目标特定信息。

这些信息可用于区分回声与不同目标，减轻噪音和杂乱无章的影响，从而提高目标跟踪和识别的准确性。

雷达目标回声识别是雷达信号处理中的一项关键任务，交叉对流功能是实现这一目标的有力工具。

通过利用Matlab及其信号处理工具箱的能力，我们可以有效地实施和应用交叉对映功能，分析雷达回声信号，并提取有关目标的宝贵信息。

雷达回波三维特征一、引言雷达是一种常见的探测和测量设备，广泛应用于军事、民用和科学研究等领域。

雷达回波是指雷达向目标发送信号后，目标反射回来的电磁波信号。

通过对雷达回波的分析，可以获取目标的位置、速度、形状等信息。

本文将介绍雷达回波的三维特征。

二、雷达回波基础知识1. 雷达回波分类根据目标反射能力不同，雷达回波可以分为强回波和弱回波。

强回波通常表示目标较大或反射能力较强，而弱回波则表示目标较小或反射能力较弱。

2. 雷达方程雷达方程描述了雷达系统中发射功率、接收信号功率和距离之间的关系。

它包括以下几个参数：发射功率、接收天线增益、目标散射截面积、距离和大气衰减等。

3. 雷达图像化处理为了更好地理解和分析雷达数据，需要将其图像化处理。

常见的处理方法包括：平面图像化处理、立体图像化处理和三维图像化处理。

其中，三维图像化处理可以更直观地展示雷达回波的特征。

三、雷达回波三维特征1. 目标形状通过对雷达回波的三维可视化处理，可以直观地观察目标的形状。

例如，球形目标在雷达图像中呈现出圆形，而长方体目标则呈现出矩形。

2. 目标大小通过对雷达回波强度的分析，可以判断目标的大小。

通常情况下，反射能力强的目标会产生强回波，而反射能力弱的目标则会产生弱回波。

3. 目标速度通过比较不同时刻的雷达回波数据，可以计算出目标的速度。

例如，在航空领域中，飞机在飞行时会产生多个雷达回波信号，在比较这些信号之间的时间差时就可以计算出飞机的速度。

4. 目标位置通过测量雷达发射信号和接收信号之间的时间差，并根据雷达方程计算距离，可以确定目标在空间中的位置。

5. 目标材质不同材质的物体对电磁波有不同程度的反射和吸收，因此可以通过分析雷达回波的强度和形状来判断目标的材质。

例如，金属表面通常会产生反射信号，而木材表面则会产生吸收信号。

四、应用案例1. 航空领域在航空领域中，雷达回波三维特征广泛应用于飞机的导航、飞行控制和防撞预警等方面。

通过分析飞机的位置、速度和形状等信息，可以帮助飞行员更好地掌握飞机的状态，并及时做出相应的调整。

关于雷达使用及回波判读的一点体会我们在夏天飞行常常会碰到雷雨等强对流天气。

在雷雨中飞行往往会遇到雷击、强烈颠簸、冰雹、强降水、低空风切变等多种危害飞行安全的恶劣情况。

机载气象雷达是为了帮助我们在飞行过程中更好的观测雷雨云情况、判断雷雨云性质、决定飞行路线或方法的重要机载设备。

但是飞机使用手册上对雷达使用的介绍几乎没有，为了大家更好的使用气象雷达，我收集了一些气象雷达原理及各位教员与前辈在雷达使用上的经验，供大家参考。

一、雷达原理简介：我们飞机上使用的气象雷达发射的雷达辐射波在遇到水的时候产生反射，被我们的接收机接收后在雷达显示屏上产生影像，水滴越大，越密集，则回波越强。

在雷达屏幕上通过不同颜色代表接收到的回波强弱，用以反映探测区域内的水气含量。

绿色代表轻微，降水量为0.76—3.81毫米/小时；黄色为中度，降水量为3.81—12.7毫米/小时；红色为强度和非常强，降水量为12.7毫米/小时以上；紫色为颠簸区域，代表雷达探测到该区域有5米/秒以上的风速变化。

于是我们知道，机载气象雷达是通过探测降雨雨滴的大小和密集程度来判定前方天气的。

我们在雷达屏幕上看到的图像是降水的回波影像，反映出探测到的雷雨的饱和度、形成强度及危害程度。

气象雷达向前方发射出一条波束厚度角为3.5°的雷达波来探测前方180°范围的天气情况，它只能对某一高度范围内的天气进行探测，并以将这一区域横切为片状的形式来进行。

有个近似的雷达波束厚度范围公式：波束厚度（英尺）=距离（海里）×100×3.5320nm112000ft如果现在飞行在33500英尺的高度，雷达探测距离调定为160NM，那么雷达波束的厚度在160海里处即为160×100×3.5=56000英尺，这时把雷达波束往下调节一点就会将波束接触到地面，那么观测天气可能就会有误差，因为这时的雷达影像上不光是气象回波，还有地面地形的回波了。