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L波段雷达在高空气象探测过程中仰角指示跳变的故障排查呼群【摘要】L波段雷达在探测过程中仰角跳变导致测风数据异常的故障时有发生.但此类故障在检查过程中只是偶尔重现,具有一定隐蔽性,无法一次性排除故障,影响高空气象探测质量.文章根据L波段雷达的构成及工作原理,逐步排查可能导致高空气象探测过程中仰角指示跳变的各种原因,最终更换电缆后恢复正常.旨在为业务人员提供此类故障的维修排查思路.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】3页(P92-94)【关键词】L波段雷达;高空气象探测;故障排查;仰角跳变【作者】呼群【作者单位】内蒙古鄂尔多斯市东胜区气象局 ,鄂尔多斯017000【正文语种】中文【中图分类】P415.20 引言L波段雷达已广泛用于高空气象探测中，该雷达由天馈线、发射、接收、测距、测角、天控和终端等分系统组成[1]。
在利用L波段雷达进行高空气象探测过程中仰角跳变导致测风数据异常的故障时有发生，此前很多气象工作者对雷达故障排查提供了很多经验和方法[2-6]。
文章通过1次较为少见，具有一定隐蔽性的故障，根据L波段雷达的构成和工作原理逐步排查导致仰角跳变的原因，以提供此类故障的维修思路。
1 工作原理L波段雷达天线的俯仰轴转动，通过同步轮带动精、粗两个自整角机转动，它输出的三相模拟电压代表了天线几何位置[7]，该模拟电压通过室内、室外连接的电缆送给轴角数据变化模块，而模块则将代表角位置的电压转换成二进制码送给锁存器，微处理器读取锁存器的二进制码后，将其变成十进制码，然后再通过精粗搭配、零点标定后即得到仰角值，同时通过串口通信将数据实时传送给数据处理系统显示在计算机上[8，9]。
俯仰的精、粗自整角机安装在天线装置的俯仰箱(即天线头)内。
俯仰的轴角转换由印制插板(11-7俯仰轴角插板)完成，安装在主控箱内，11-7仰角转换单元插板安装有精、粗两个轴角转换模块，对应室外的精、粗自整角机。
GYR1型电子光学测风经纬仪使用技巧与维护【摘要】gyr1型电子光学测风经纬仪是集光、机、电于一体，用于高空风观测的便携式高空气象探测仪器。
本文结合实际使用经验，重点对gyr1型电子光学测风经纬仪的使用和维护进行总结和探讨，提出仪器使用技巧与维护方法。
【关键词】电子式;光学经纬仪;使用技巧;维护探讨1.gyr1型电子式光学测风经纬仪的特点经纬仪是一种精密的光学仪器，是用来观测气球在空中的角坐标值（仰角、方位角），根据气球在空中位置的变化计算出不同高度的风向、风速，是高空测风的装备之一。
过去气象台站使用的经纬仪主要有：五八式、六三式、cfj-1型、cfj-2型等，与现在逐渐普及的gyr1型电子光学测风经纬仪相比，后者有着使用方便和自动化程度高的优点。
gyr1型经纬仪能自动存录观测数据，不需人工读数和记录，不但节省人力，还减轻劳动强度，解决了过去既要跟踪操作又要读数容易发生丢球的烦恼。
gyr1型经纬仪采用先进的光栅编码和计算机技术，能自动定时采集气球的仰角、方位角数据，观测结果不但自动存储，还可用语音播报，也可以通过经纬仪的输出接口用通迅线缆将采集的数据传输到计算机，且从数据采集到数据处理等工作全部实现自动化。
2.电子经纬仪使用技巧2.1经纬仪方位的标定在进行高空气象探测中，经纬仪是非常重要的探测设备，它的标定是否精确直接影响探测资料的“三性”要求。
经纬仪方位角定向所采用的方法有北极星法、固定目标物法和磁针法。
选用的固定目标物须用北极星进行方位角的测定，测量出并获得该固定目标物与正北之间的方位角角度差值。
由于北极星的位置并非固定不动，而是随时绕着天球在北极旋转，在建站初期标定固定目标物时，应在不同时刻进行测定。
一般的标定方法是在天气晴朗的夜间，利用对准北极星来标定零点。
由于北极星为一恒星，地球绕地轴旋转，地球地轴与北极星之间约有1°的偏角，因此，1天之内北极星位置发生变化的最大偏差可能达到2°。
L波段高空气象探测常见问题及处理摘要:本文结合武汉市气象局高空气象探测的实际，分析了L波段高空气象探测中常见问题，并提出了有针对性的处理对策，以期提升高空气象探测数据的准确性水平，确保系统可以正常、稳定的运行。
关键词:L波段高空气象探测常见问题处理对策引言L波段高空气象探测系统主要是由二次测风雷达和电子探空仪相互配合，进而对高空中的气温、气压、风向、风速等气象要素进行探测，它的主要特点是采集速度快、使用方便，在一定程度上提升了高空气象探测资料精确度水平，为天气预报、气候研究等工作提供了基础性资料。
在实际的高空气象探测中，因受到多种因素的影响，很容易造成L波段高空气象探测出现问题，降低了探测资料的准确性水平，不利于人们的日常出行。
因此，气象部门应及时解决高空气象探测问题，不断提升高空气象探测质量。
1.雷达探空仪操作问题1.1天线抖动的问题及处理对策对武汉市气象局来说，在开机的过程中，一旦遇到电压不稳定或者是速度较快，雷电天线很容易出现突然抖动的情况。
为了避免这种情况出现，应打开电源后再进行开机操作，之后打开示波器等设备的电源，确保主机电源和驱动电源有充足的时间进行预热。
最后打开电源驱动箱，可以有效避免因电压的不稳定对其它设备产生影响，始终确保各种雷达探测仪等各种仪器设备可以正常工作。
1.2准备施放气球时的问题及处理对策L波段雷达探测仪的自动化程度较高，可以直接实现对地面跟踪作业，但是在使用过程中一旦遇到大风天气或者是受到场地等因素的影响，在放球的过程中很容易出现地面不能自动进行跟踪的问题，不利于高空气象探测工作的顺利进行。
若此时的天空开关处于自动状态，会造成不能实时跟踪目标物体或者是出现雷达下限位警报，极易造成天线“死位”，甚至是探测资料出现缺测或者是进行重放球操作。
1.3接收机信号状态的问题及处理措施在施放气球的过程中，随着气球距离地面的高度不断加大，接收机上的增益数值也在不断变化。
为了确保接收信号的状态良好，工作人员应及时调节接收机的增益数值。
就L波段高空气象探测资料审读分析探讨摘要:对瞬间观测、测风数据、基值测定、施放点等L波段高空气象探测资料进行全面和深入的审读与分析,有助于最大化提高高空气象资料的准确性和可靠性。
文章分析了L波段高空气象探测资料使用过程中存在的问题,探讨了提高L波段高空气象探测资料质量的方法。
关键词:L波段高空气象探测资料审读与分析L波段(1型)高空气象探测系统是GFE (L)型雷达—GTS1型数字式电子探空仪高空气象探测系统的简称。
相比于59-701探测系统,L 波段高空气象探测系统具有基值测定方便化、操作高度自动化、数据高度精准化、记录校对方法多样化等优势,有助于减少数据出错率和值班人员的工作量,提高了气象预报、气象分析的效率和质量。
因此,探讨L波段高空气象探测资料的审读与分析有着重要的现实意义。
1 地面人工采集数据的审读分析基值测定数据和瞬间数据是L波段探测系统采集的地面数据,尽管此系统能自动采集和处理这两类数据,但是仍需要人工手动来输入和观测,最大化保证数据资料的准确性。
1.1 台站常量参数资料的核对L波段探测系统的台站常量参数资料主要有设置发报参数和本站常用参数两部分,设置发报参数包含站名代号、报文标志;本站常用参数包括站台名称、区站号、经纬度、气压表器差订正值等方面。
台站常量参数的正确性直接影响探测数据处理的精准性。
1.2 检查探空仪的序列号检测探空仪的序列号主要是:确定探空仪序列号正确与否;使用的探空仪参数文件与厂家说明书的参数是否保持一致;T0、R0的读数是否准确,特别是注意接近2数值是否输反。
1.3 基值测定数据目前,L波段探测系统的基值测定是在放球前30分钟通过室内的基值测定箱来完成,基值测定前都做了低温和高温活化检测,读取了T0、R0的值。
这就要求仔细核对高表-14中所包含的所有原始数据资料是否在幅度范围内,只有当基值测定数据合格了,之后提取的资料才可用。
1.4 地面瞬间数据地面瞬间数据在放球前后5分钟内读取的气压、干湿球温度、云、风及天气现象等数据,这就需要仔细观测、精确输入地面瞬间数据。
高空气象探测中重放球操作及信号重叠处理高英杰;顾黎燕;郭义涛;刘洁【摘要】L波段雷达高空气象探测中,重放球是影响高空探测质量的因素之一,重放球操作及信号重叠问题一直困扰着高空气象观测员,是影响高空探测质量的难题.基于此,文章结合工作实践总结了一些重放球的操作经验和技巧,为更好的完成高空气象综合探测工作提供参考;其中对信号重叠问题做了重点分析,并提出具体解决方法:即通过调整施放探空仪频率的方法错开两探空仪回答器的发射频率,使L波段雷达只能接收与之对应频率的探空仪回答器发射的频率,此方法从根本上有效解决了重放球引起的信号重叠问题,并在实际工作中得到验证,效果良好;大大提高了高空气象探测业务质量.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】高空气象探测;重放球;信号重叠;解决方法【作者】高英杰;顾黎燕;郭义涛;刘洁【作者单位】河北乐亭县气象局,乐亭 063699;河北保定市气象局,保定 071000;河北乐亭县气象局,乐亭 063699;河北乐亭县气象局,乐亭 063699【正文语种】中文【中图分类】P412.23高空气象探测系统作为综合气象观测系统的重要组成部分，是天气预报、气候预测预报和气候变化研究的重要依据之一，在天气预报和气候监测中发挥着重要作用。
目前我国L 波段雷达高空气象探测系统是由 GFE(L)1 型二次测风雷达(以下简称L波段雷达)与 GTSl 型数字式电子探空仪(以下简称探空仪)组成[1]，此系统基本实现了探测数据采集、监测和集成的自动化，提高了探测资料的质量和精度，有效减少了错情率和值班员的工作量；台站使用的L波段数据处理软件是V3.32版[2]，虽然此探测系统和处理软件解决了不少技术难题，但在实际使用过程中由于各种原因仍然会造成雷达丢球、旁瓣抓球、缺测，甚至重放球的发生，严重影响记录的完整性和连续性，直接影响探测质量。
气象综合观测中L波段雷达作用研究作者：罗宏峰黄燕来源：《卷宗》2016年第08期摘要：气象综合观测是气象科学和气象服务不可或缺的重要组成部分，而L波段雷达是气象综合观察中高空观测的主要方法，在气象综合观测中个，通过有效的实施L波段雷达观测，使观测数据更加准确，从而为尽早发现突发气象灾害，预估预测气候和气候变化，以及对重大气象灾害风险进行评估等提供帮助，而且对航空、航天都具有一定的气象综合观测保障。
关键词：气象综合观测；L波段雷达；作用Meteorological integrated observation in the l band radar role researchLuo hongfeng Huang YanAbstract：meteorological integrated observation is meteorological science and meteorological service indispensable of important part， and l band radar is meteorological integrated observation in the high observation of main method， in meteorological integrated observation in the a， through effective of implementation l band radar observation， makes observation data more accurate， to for as soon as possible found burst meteorological disaster， estimates forecast climate and climate changes， and on major meteorological disaster risk for assessment， provides help， and on aviation， and Space has a certain meteorological observation protection.Keywords： meteorological observation； L-band radar； effect1 气象综合观测中L波段雷达的了解气象综合观测是人们认识大气现象，掌握大气变化规律，有效开展天气预报的重要手段，随着科技时代的到来气象综合观测也由原来简单的地面观测、生物观测、高空观测，发展到地基、空基和天基的全方位观测，从而使气象综合观察数据和精度更加全面准确，为天气预报、气象预警以及预防自然灾害提供帮助，在气象综合观测中，采用L波段雷达进行高空气象观察已经成为世界各国普遍使用的一种气象观测方法，目前L波段雷达是我国气象综合观测中高空观测的重要组成部分，是一种较为先进的高空探测雷达，采用的是近程测距技术，使近程测距范围在100米内，因此其探测精度较高，特别是L波段雷达是以秒级观测的，因此比传统上使用的分钟观测数据更加细密，这对于更精准的判断大气气候情况尤为重要，针对地方基层气象观测来说L波段雷达弥补了气象综合观测中高空观测的不足。
L波段雷达常见故障分析及维修维护摘要：自L波段高空探测雷达广泛应用于气象观测业务以来，大幅提升了气象观测数据质量。
但是，L波段雷达在实际运行中也会发生一些故障问题，影响观测业务的顺利开展。
基于此，本文结合广西河池市气象局高空气象探测业务实际，重点对L波段雷达常见故障进行分析，并给出了故障维修处理措施，提出了几点维护管理建议，以供同行参考。
关键词：L波段雷达；高空探测；故障；维修维护引言L波段高雷达是我国独立研发的高空气象探测系统，具备探测精确度高、灵活性强、数据信息采集速度较快等优势，目前已经在我国各级气象台站得到广泛应用。
L波段雷达的投入使用以及数字探测仪的开发研究，进一步提升了高空气象探测业务的自动化操作水平，高空气象探测逐渐朝现代化探测方向迈进。
自河池市气象局气象局使用L波段气象探测雷达以来，在提升气象探测的自动化水平的同时，也增强了高空气象探测业务质量。
但是，在实际的高空气象观测业务中，L波段雷达也经常会发生一些故障问题，影响了高空气象探测工作的高效开展。
因此，本文重点对L波段雷达常见故障展开分析，并给出了相应的维修维护措施。
1 L波段雷达常见故障分析及维修处理1.1故障案例1：测距时显示器上没有凹口在L波段雷达运行过程中，测距时显示器上没有凹口。
对于此类故障，在检查时将高压开关打开后，终端软件上磁控管电流为0，发射机无法正常运行。
通过对故障原因进行分析，发现有下述原因：第一，发射触发控制信号未传输出去。
对发射触发单元11-2板的第6头进行认真检查，一般在正常状态下其为12V的直流电压，在将高压开关打开的时候便形成低电平，此时发射机上出现了继电器跳的声音，若这些正常则意味着控制信号无问题，若无，则可以将11-2板进行更换；第二，发射机自身不运行，若控制信号已传输，然而发射机仍旧无法运行，则可能因为磁控管自身存在问题亦或者脉冲变压器的输出电压未送到磁控管上，亦或磁控管自身存在问题，此时只需要对磁控管亦或者脉冲变压器进行更换就可以恢复正常。
L波段高空气象探测系统原理及使用方法
L波段高空气象探测系统（或称L波段雷达）在我国气象探空工作中发挥着
重要作用。正确的使用与操作是获得高精度探测数据的前提。本文探讨了L波
段气象探空系统的原理，介绍了利用该系统进行气象探测的使用方法，列举了使
用过程中的常见问题及解决方案，能够为该系统的使用者提供有益的参考。
标签：L波段高空气象探测系统 二次测风雷达 使用操作 常见问题
L波段高空气象探测系统是我国自主研发的新一代探空系统，主要由二次测
风雷达和电子探空仪两部分组成，可用于探测从地面至30000米大气层的风向、
风速、气温、气压、湿度等气象要素。其中，电子探空仪安装在氢气球上，探测
时将气球释放到高空。二次测风雷达主要用于跟踪气球的轨迹，并据此计算出测
风数据。接收机实时接收电子探空仪发射回来的探空码，经解码后就可以得到温
度、湿度和气象等气象要素。
1雷达跟踪气球轨迹的原理
普通一次雷达所追踪的目标是无源的反射体，如飞机和导弹等，依靠目标反
射的雷达波来确定其轨迹。二次雷达与一次雷达不同，它所追踪的目标是有源的。
这种有源的目标物，被称作“无线电应答器”。在雷达波段中，L波段表示1-2GHz，
波长30-15cm，而二次测风雷达的实际使用频率为1.675GHz，实际波长为
17.9104cm。
进行探测时，探空气球携带无线电应答器和电子探空仪升空。同时二次测风
雷达在地面发出“询问信号”，触发应答器发回“回答信号”，并被雷达天线接收。
根据无线电波从雷达天线到探空气球之间的往返时间，就可以计算出二者之间的
距离。计算公式为：
D=■（c△t）
式中D为雷达天线与探空气球之间的距离， △t为无线电波的往返时间，c
为光速，c=3×108m/s 。影响测距精度的两个重要因素分别为△t的测定精度以及
应答器的触发延时。
为了测量气球的方位角度，二次测风雷达的天线设计为4个 φ0.8m的抛物
面天线，发送的水平、垂直波瓣宽度均不大于6°。当天线电轴对准目标时，射
频信号到达各个天线的路程相等，无相位差。在显示器上表现为四根亮线一样长
的。若电轴没有对准目标，则显示器上的亮线不一样齐。因此在高空探测中，只
要转动天线，使显示器上的亮线始终两两对齐，就表示雷达天线对准了目标，根
据雷达方位角度就可以知道气球的方位角度。根据雷达测距和测角的数据，就可
以计算出探空气球在空中飘移的速度和方向，也就得到了风速与风向。
在测量过程中需要用到以下公式：
式中：z为目标海拔几何高度，z0为测站海拔几何高度，R为地球平均半径，
r为目标物的距离，E为目标物的仰角。
H=■·■；式中：H为目标的海拔位势高度，gφ表示纬度为φ海平面处的重
力加速度，g0为标准重力加速度。
2 L波段高空气象探测系统操作
2.1开机
由于二次测风雷达整机是经UPS整机供电的，因此首先要打开UPS电源。
然后打开微机电源，运行接收控制软件。再依次打开主控箱上的总电源、发射机
电源、驱动向的电源及示波器电源。调整示波器上的相关旋钮，使之能正常显示
四条亮线。最后打开近程发射机。
2.2放球
调整接收机频率，使之与应答信号相匹配。检查应答信号“凹口”的形状，若
“凹口”较浅将无法进行自动跟踪。此时应调整应答器的“凹口”调整电位器，使“凹
口”达到一定深度。放球前需测量地面的风向与风速。为确保起始自动抓球成功，
尽量选在下风方向放球。如果遇到大风，必须要事先估计气球释放后的运动轨迹，
以便在自动抓球失败的情况下，能够进行手动抓球。当气球升到距离天线30米
以上时，将天线调整到气球方向，允许偏离一定小角度。此时天线应当能够自动
对准气球。如果信号太强造成天线跟踪不好，可适当增大放球点的距离。
2.3关机
点击控制软件界面中的远程发射机的高压开关，将发射机关闭。然后将雷达
天线的仰角调整到85○，并关闭驱动箱电源。依次关闭主控箱的发射机电源、总
电源和示波器。最后推出应用程序，关闭微机及UPS。
3使用过程中的常见问题及解决方法
3.1放球过程中丢球
这种情况下要进行手动抓球。通常出现丢球一般是在地面或球升空时间不
长，正常时接收增益一般较小，指示值为100左右（旁瓣抓球，增益值一般很大
大约在150～160之间），如果可以看到斜距，根据高度可以很精确地计算出仰角
值，然后根据该仰角值进行搜索抓球。无法计算出仰角值时，根据经验估测一个
仰角值，方位进行360度扫描，若未抓到球，改变仰角（10度左右）再进行扫
描，直到抓到球为止。
手动抓球时，可以通过四条亮线判断是否抓到球了。判断方法如下：（1）要
看4条亮线是否稳定，跳跃是否整齐，测距凹口跟踪是否正常（气压飞点及时删
除），再看雷达高度、气压高度、估高数据是否一致，如符合以上条件则判断抓
住球了。（2）可以直接根据增益大小的变化规律进行判断，天控打自动后再结合
扇扫功能，确定是否抓到球了。
3.2天线在自动跟踪过程中方位发生死位现象
天线在自动跟踪过程中方位角、仰角出现死位现象，主要有以下几个原因（1）
天线座的汇流环有问题，应经常用酒精对汇流环及其碳刷进行清洗；（2）驱动箱
内编码器的插头接触不良，应重新插拔连接；（3）发射机对方位角驱动电机的编
码器信号产生干扰，应做好驱动电机上两根电缆的屏蔽防护。
结语：L波段高空气象探测系统作为一种自动化程度较高的新型探空系统，
其给气象工作带来了极大的方便。但是该系统对操作人员的要求较高，如果操作
不合理容易得不到准确的数据或出现丢球的现象。因此操作人员必须要懂得系统
的工作原理，熟悉系统的操作流程及使用方法，掌握排除问题与故障的能力，为
民众提供更准确的气象资料。
参考文献
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然科学版），2010（04）.
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