關于氣象雷達數據分析論文
1.系統的設計
系統主要實現軟件的模塊話設計，包括反射率數據分析模塊、速度分析模塊、天線運行穩(wěn)定性分析模塊以及雷達組網數據分析模塊。
1.1反射率分析模塊
反射率的大小體現了氣象目標的降水粒子的密度分布及體積大小，在實際氣象技術中長期用于表示氣象目標的強度，在工作上采用dBZ單位表示。對于空管氣象雷達圖，數據顯示采用PPI(PlanPositionImage)顯示方式。該方式決定了一張氣象雷達圖由圓錐俯視平面上分析空間的回波構成。在設計上簡單介紹其設計流程，首先必須讀取原始數據，并判斷是否首次讀取，若為首次讀取則對其進行預處理，否則進行坐標轉換；其次進行圖像繪制并判斷是否需要改變仰角。此處需要關注的關鍵是如何進行數據的預處理。在實現上，對接收的數據進行反射率信息結構體賦值。當然該結構體包括了記錄實際仰角角度、數據文件路徑存儲、雷達波段判斷以及相關數據的偏移。通過掃描上述結構體可以實現對雷達數據的預處理。
1.2速度分析模塊
多普勒雷達采用了速度退化模糊技術以擴大其對徑向風速測量不模糊的區(qū)間。結構設計主要考慮數據顯示的徑向方式，流程設計則與反射模塊類似。當然在界面設計上，系統將提供對顏色配置的定義，使其人機交互更為快捷。
1.3天線穩(wěn)定性分析模塊
天線是雷達數據采集的關鍵部位，長期以來是影響雷達運行的主要關鍵點之一。其依賴于底下的電機進行旋轉，目前大多數進口電機可以保證24小時安全運行。而運行時仰角提升和轉速的平穩(wěn)性直接影響雷達數據的采集。為此，我們通過在徑向數據上采用方位角及仰角進行掃描實現曲線圖監(jiān)控。通過選擇基數據再進行預處理后繪制相關曲線實現對天線運行狀態(tài)的評估。其中，曲線圖的.繪制需要的參數為：縱坐標為氣象雷達實際運行的每層仰角均值；橫坐標為范圍角：0-360°。
1.4雷達組網分析模塊
按照民航局的總體規(guī)劃，未來空管將實現多氣象雷達覆蓋，在這過程，多個氣象雷達的組網將成為氣象雷達數據的主要來源。這種模式將使得數據覆蓋面更大、數據安全性更高、數據準確性更強。而與此同時帶來了雷達數據融合組網的技術難點。設計上，首先模塊將定義雷達站點配置信息，并與此同時提供組網雷達可選數據；其次對選擇雷達數據進行數據預處理；再之則對雷達數據進行統計平均并做坐標轉換；最后進行拼圖處理。在這過程中，需要對雷達數據的強度進行自適應調整、顯示范圍自適應調整。與上述同理，系統核心在于預處理。在C#中定義List數據列表，并在定義其結構為[站點標示][距離][方位角]，對于數據讀取時，需要進行插值算法處理，此時的單時數據拼接分析可以實現不同仰角和方位角的篩選。為了控制系統數據的準確性可以在前端定義雷達數據方位角表，根據表進行映射處理。通常如若出現非連續(xù)數據可以在預處理上對其進行差值補償。在C#上可以采用反差圓補償方法。
2．結束語
本文從實際出發(fā)，提出一種包括多普勒雷達反射率數據分析、速度分析、天線穩(wěn)定性分析和雷達組網分析為一體的集成化空管氣象雷達數據分析系統，該系統通過C#設計實現，能夠應用于空管一線技術保障，并為相關多普勒雷達系統數據分析提供一種參考。
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