新一代多普勒天气雷达伺服系统
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新一代天气雷达运行故障分析处理摘要:本文结合郑州市气象局使用新一代天气雷达的实际,对新一代天气雷达运行中的软件故障和硬件故障问题进行了分析,并提出了有针对性的处理对策,最后给出了几点新一代天气雷达日常维护建议,以期为运行保障人员提供参考。
关键词:天气雷达运行故障分析处理日常维护引言新一代天气雷达是集探测、处理、生成变显示雷达天气数据的应用系统。
自郑州市气象局使用新一代天气雷达以来,在短时临近天气的探测和突发暴雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气预报预警的时效和准确率方面发挥着十分重要的作用。
因新一代多普勒天气雷达属于大型机电一体化设备,主要有发射接收系统、伺服系统、天馈系统、监测控制系统和终端系统组成,同时还有与之配套的通信、电源等附属设施,在新一代天气雷达运行中经常会有软件故障和硬件故障问题出现,严重阻碍了气象探测工作的顺利开展。
1、软件故障所谓的软件故障,主要是指新一代天气雷达在运行过程中的监控系统有报警提示,对雷达连续观测和观测数据的正确采集均会产生不同程度的影响,但并没有相关设备出现损坏。
新一代天气雷达运行中的软件故障包括有UCP程序故障、天线故障和宽带通讯故障。
1.1UCP程序故障PRG计算机内存溢出故障的主要表现形式是UCP运行中自动退出,随后Rdasc也停止运行。
为了尽快解决该故障问题,需要工作人员分别对UCP程序和Rdasc程序进行重启。
UCP程序故障主要出现在转换体扫模式的过程中,这也是UCP设计过程中的缺陷,急需要改进。
1.2宽带通讯故障出现在RDA和RPG之间的通讯链路就是宽带。
郑州市气象局在实现RDA和RPG之间的通讯时主要借助于以太网,并同集线器、光端机和PUP共同构成了局域网。
由于PRG和PUP之间的稳定性较强,在观测数据传输中发挥着重要作用。
一旦宽带通讯出现故障,则可能是“RPG循环测试超时”和“径向数据丢失”引起的。
这些故障不会对雷达的连续观测产生影响,但却不利于采集和处理观测数据信息,RPG很难对原始观测资料进行保护,且PUP端无产品显示。
新一代天气雷达的故障诊断与维修维护措施摘要:新一代的气象雷达可以处理各类中小尺度的风暴、冰雹、暴雨、强对流等灾害天气的实时监控,并产生多种气象资料,并在网上进行数据传送,具备很强的探测、信号处理、图像显示和传送功能。
在现代科技快速发展的今天,电子设备、微电子技术、大规模集成电路等领域的大量使用,使得雷达设备的更新和需求不断提高。
所以,在未来的发展过程中,只有做好雷达系统的故障判断以及处理工作,才能保证其安全、高效地工作。
关键词:新一代,天气雷达,故障诊断,维修维护引言新一代天气雷达是综合气象观测系统的的一个主要内容。
近几年,随着科学技术的飞速发展,各地都在加速推进气象服务的信息化,新一代天气雷达由于具有高分辨率、高时效性等特点,在全国各地都有了较好的应用。
新一代天气雷达能极大地提高对各种气象因素和各种天气现象的观测准确度,对短时强降雨、大风、雷电等短期临近天气预报以及台风、暴雨等其他灾害性天气的监测预测等气象业务的开展,将会给我们提供更加全面、准确的数据基础,在大气探测、气象预报中占有十分关键的地位。
然而,新一代气象雷达在实际应用中经常会遇到各种问题,严重地制约着气象监测工作的顺利进行。
在这一背景下,文章讨论了新一代气象雷达的常见故障和故障诊断,以期提高当地的气象检测服务质量。
1.新一代天气雷达的相关概述CD型雷达是参考美国CINRAD/CD雷达的技术和思想,利用现代雷达、微电子和电脑技术,研制出一种 S频段全相参多普勒雷达,目前已向国家气象部门供应16台,约为全部雷达总数14.5%。
当前使用的气象雷达均为商业作业,是新一代天气雷达网络监控的一个关键环节。
新一代天气雷达能够提供基本的辐射系数、径向速度、谱宽等信息,同时还可以输出影像制品,并且能够提供更高的空间信息,如铁路、公路、河流等,为气象服务提供了大量的数据资料,同时也提高了我国对流天气的监测能力水平。
在新一代天气雷达系统的建设中,新一代天气雷达的维修与检修已成了当前亟待解决的热点问题,因此应加强对新一代天气雷达的维修与故障分析与排除工作,并对其工作状态进行深入的研究与分析,改进新一代天气雷达的失效原因和解决方法,确保天气雷达安全稳定运行[1]。
新一代多普勒天气雷达产品及其在短时天气预报中的应用杨引明上海中心气象台二零零二.二目录第一讲:新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介 (4)1.1 基本构成 (4)1.2 数据采集子系统(RDA) (5)1.3 产品生成子系统(RPG) (7)1.4 主用户处理子系统(PUP) (8)第二讲:雷达基本产品的生成、调阅和应用 (9)2.1 基本反射率因子(R) (10)2.2 平均径向速度(V) (12)2.3 速度谱宽(W) (14)第三讲:由基本反射率因子导出产品的生成、调阅和应用 (16)3.1 组合反射率因子(CR) (18)3.2 组合反射率因子廓线(CRC) (20)3.3 反射率因子剖面(RCS) (22)3.4 分层组合反射率因子平均值(LRA) (24)3.5 分层组合反射率因子最大值(LRM) (26)3.6 弱回波区(WER) (28)3.7 风暴跟踪信息(STI) (30)3.8 风暴结构(SS) (34)3.9 冰雹指数(HI) (36)3.10 回波顶高(ET) (40)3.11 回波顶高廓线(ETC) (42)3.12 垂直积分液态含水量(VIL) (44)3.13 强天气概率(SWP) (46)3.14 一小时降水量(OHP) (48)3.15 三小时降水量(THP) (50)3.16 风暴总降水量(STP) (52)3.17 用户可选降水量(USP) (54)3.18补充降水资料(SPD) (56)3.19一小时数字降水阵列(DPA)……………………………………………………(58).第四讲:由基本速度资料导出产品的生成、调阅和应用 (59)4.1 风暴相对平均径向速度图(SRM) (60)4.2 风暴相对平均径向速度区(SRR) (62)4.3 平均径向速度场剖面(VCS) (64)4.4 速度方位显示(V AD) (66)4.5 速度方位显示风廓线(VWP) (68)4.6 中尺度气旋(M) (70)4.7 龙卷涡旋标志(TVS) (74)4.8 组合切变(CS) (78)4.9 组合切变等值线(CSC) (80)第五讲:由谱宽资料导出产品其它产品的生成、调阅和应用 (82)5.1 谱宽剖面(SCS) (83)5.2 分层组合湍流平均值(LTA) (85)5.3 分层组合湍流最大值(LTM) (87)5.4 组合矩(CM) (89)5.5 强天气分析(SWA) (91)第六讲:新一代多普勒雷达产品在局地暴雨预测和监测中的应用 (96)(6.1)、暴雨形成的条件 (96)(6.2).形成暴雨常见的对流回波系统 (96)(6.3).WSR-88D多普勒天气雷达降水探测算法及评估 (97)(6.4).基于WSR-88D多普勒天气雷达的暴雨监测 (100)(6.5).个例分析 (102)第七讲:新一代多普勒雷达产品在冰雹预测和监测中的应用 (106)(7.1).利用新一代多普勒雷达产品冰雹监测流程 (106)H (106)(7.2).强冰雹概率指数hail第八讲:新一代多普勒雷达产品在龙卷风预测和监测中的应用 (108)(8.1).龙卷风的定义、强度等级和分类 (108)(8.2).龙卷风产生多普勒天气雷达资料特征 (108)(8.3).WSR-88D多普勒天气雷达的龙卷风探测方法 (110)(8.4).龙卷风的监测和预警流程 (113)(8.5).个例分析 (116)一. 新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介与常规天气雷达不同,WSR—88D多普勒天气雷达是全相干脉冲多普勒天气雷达,它包含三个微机控制的工作单元,每个单元又由若干次级单元组成,为了准确、合理的操作该雷达,并最有效的使用WSR—88D多普勒天气雷达产品,对这三个工作单元、它们的次级单元、以及相互间的数据信号流有一个简要的了解是必要的。
CINRAD/CC天气雷达伺服系统故障分析及排除方法发布时间:2021-09-07T01:57:20.251Z 来源:《科学与技术》2021年5月第13期作者:王存亮1 阎友民2 [导读] 伺服系统是雷达的重要组成部分,王存亮1 阎友民21、石河子气象局新疆石河子 832000;2、新疆气象技术装备保障中心新疆乌鲁木齐 832000摘要:伺服系统是雷达的重要组成部分,它能按照控制指令使天线准确、快速转动到指定位置,并将天线的方位角、府仰角以及天线座的状态实时显示出来。
本文主要结合CINRAD/CC天气雷达伺服系统原理和信号流程,分析探讨故障产生的原因以及定位方法,列举典型故障实例、分析定位处理过程,提高故障修复的时效性。
关键词:CINRAD/CC;伺服系统;故障分析及排除方法 1 伺服系统的主要功能伺服的主要功能是按控制命令的要求,对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力距、速度和位置控制得非常灵活方便。
伺服系统必须具备可控性好,稳定性高和速应性强等基本性能。
可控性好是指讯号消失以后,能立即自行停转;稳定性高是指转速随转距的增加而均匀下降;速应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。
2 伺服系统的工作原理及系统组成2.1伺服系统的工作原理根据伺服技术要求,伺服系统在电路上采用了三个环路的结构形式:位置环、速度环和加速度环。
系统的结构框图如图1所示:图1伺服系统工作原理图加速度环由前向通道Ga/S 、1/JS和负反馈通道HS、HaS构成。
通过与电机同轴的测速机,将系统输出速度转换成电压信号,再进行一次微分,然后送到加速度环的输入端,用加速度环的输入信号与之相减的差来控制此环路。
速度环由前向通道Gr、加速度环和负反馈通道HS构成。
通过与电机同轴的测速机,将系统输出速度转换成电压信号,然后送到速度环的输入端,用速度环的输入信号与之相减的差值来控制速度环路,使天线按给定的速度匀速转动。
位置环由计算机、数模转换器D/A、K1、速度环和轴角编码器构成。
新一代多普勒天气雷达一次伺服系统故障分析及处理摘要:文章以CINRAD/CC天气雷达为例,介绍了多普勒天气雷达伺服系统的构成及工作原理,结合工作原理对多普勒天气雷达伺服系统发生的故障进行了分析,重点介绍了伺服系统故障的排查方法及过程,并探讨总结了天气雷达伺服系统发生故障时的维护维修方法。
关键词:多普勒天气雷达;方位伺服系统;故障分析;维修措施1 引言CINRAD/CC 雷达作为全国新一代天气雷达探测网组网雷达之一,在短时临近预报、中小尺度灾害性天气的监测和预警等方面发挥着不可替代的重要作用,是气象防灾减灾的重要手段之一。
因此,为缩短因故障停机的时间,保障雷达的正常运行,保证资料的有效性和连续性,对设备维护提出了非常严格的要求[1]。
雷达天线伺服系统是控制雷达正常运转的重要硬件组成部分,天线伺服系统是由天线座、抛物面天线、俯仰和方位方向的旋转机构、天线、伺服功放和伺服电子控制等部分组成[2]。
本文针对伺服系统俯仰定位精度故障的维修实例,系统全面的讨论该故障的检查和排除,有利于维护人员快速排除伺服系统俯仰定位精度故障,同时也可作为方位定位精度故障排除的参考。
2 伺服系统构成2.1工作原理伺服系统由伺服分机的伺服控制板、方位和俯仰驱动器、方位和俯仰R/D变换板、本地控制键盘和显示面板以及开关电源和天线转台的传动机构、传感器(方位旋转变压器和俯仰变压器)、伺服电机等组成(如图1所示)。
伺服系统用其内部的BITE对本系统的故障信息进行检测,并将故障信息送往监控系统,在雷达终端显示器上进行显示。
由图1可以看出,伺服控制板是伺服系统的核心控制电路,输入信号主要来自于监控分系统和本控面板送来的天线控制指令、R/D 变换板送来的天线方位和仰角角度码等。
这些输入信号经过软件的运算和处理后,输出变频脉冲信号经过伺服驱动器控制天线的旋转速度以及天线方位、仰角转向。
R/D 变换板输入信号包括来自方位、俯仰旋转变压器产生的确定天线方位仰角正弦和余弦信号。