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《气象科学进展》2021,(4)
回顾70年来天气雷达发展历程,对比国内外天气雷达保障技术现状,从天气雷达定标、测试与故障诊断技术发展与趋势阐述国内天气雷达保障技术需求。国内单极化天气雷达定标技术形成了规范化、标准化的操作方法和流程。双通道一致性和极化隔离度是双偏振天气雷达定标技术的重要指标,国外双偏振天气雷达定标技术已经成熟,重点在双偏振天气雷达数据质量控制;国内双偏振天气雷达定标技术在太阳法、小雨法、标校平台(源)法、无人机定标技术等方面不断深入研究,探索相控天气雷达定标技术对加快我国天气雷达系统技术发展和促进业务化应用有重大意义。国外天气雷达测试与故障诊断技术已经向智能化、远程化方向发展。国内天气雷达测试与故障诊断技术早期依赖于人工和经验,目前处于传统技术与智能化诊断技术交替时期。国内研制的天气雷达标准输出控制器系统和天气雷达测试与故障诊断平台使得天气雷达系统测试与故障诊断技术水平跃升到一个新的台阶和高度——集成化、模块化和智能化。依托虚拟仪器和软件算法的智能化诊断技术提高了天气雷达测试与故障诊断的效率、准确性,以及系统的"自适应性"和"智能性"是主要的发展趋势。未来智能化天气雷达技术不断发展,天气雷达系统固态化、智能化水平较高,将对天气雷达的定标、测试和故障诊断技术带来新的挑战。 相似文献
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便携式雷达现场测试和诊断移动平台是集雷达系统设备性能参数测试、故障诊断、维修保障等功能于一体的新型技术保障平台。该平台通过仪器仪表的集成、综合检测的流程化、应用软件和配套工装的开发,可解决雷达站缺乏系统的测试维修与诊断手段、故障诊断与维修主要依靠厂家、远程测试与诊断指导的技术手段和能力薄弱、台站配备的仪器仪表单一等主要业务问题。该平台对雷达站现场开展雷达系统设备的故障检测、测试分析、维修指导等工作具有重要的现实意义,能给雷达现场测试维修、故障诊断及快速恢复系统正常运行提供便利和帮助。 相似文献
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该文根据有源相控阵天气雷达的体制特点,参考多普勒天气雷达测试定标方法,提出了一维扫描有源相控阵天气雷达的测试和定标方法,将测试重点放在天馈系统、T/R组件、脉冲压缩、动态范围的测试和定标上,以解决不同观测模式、不同波位的天线增益等参数变化引起的回波强度测量误差问题。测试结果表明:天馈系统在不同观测模式下的天线参数随仰角的变化情况、波束指向的准确度、T/R组件的动态范围等均符合设计要求,回波强度和径向速度定标精度较高。雷达经过测试和定标后,于2014年5—8月分别在安徽定远和四川甘孜进行外场试验,并与附近多普勒天气雷达 (SA) 和C波段双线偏振雷达观测数据进行对比,结果表明:回波强度误差在合理范围内,精细测量、警戒搜索、快速观测3种模式观测的强回波的水平和垂直位置、结构和系统误差均比较一致,数据可靠。 相似文献
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便携式雷达维修测试平台是集雷达系统性能参数测试、故障诊断、维修保障等功能于一体的智能化移动式技术保障平台，该平台硬件系统采用基于嵌入式机箱设计架构的通用测试仪器。文章针对通用测试仪器板载时钟不能满足雷达系统对测试仪器时钟要求的问题，提出了一种适合于便携式雷达维修测试平台的高稳时钟源设计方案，设计方案包括高稳定度恒温晶振、FPGA、晶振电源控制模块和电源滤波电路模块，实测结果表明，高稳时钟源设计参数达到了输出频率稳定度为±0.5×10-6、相位噪声为-160 dBc/Hz的设计标准，据此设计的高稳时钟源已实际应用于便携式雷达维修测试平台中，平台运行稳定，测试结果优于原板卡自带时钟源，达到了系统设计要求。 相似文献
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新一代天气雷达资料传输监控与故障诊断系统的开发,能实时监控天气雷达资料传输情况,出现传输异常及时报警,并可通过故障诊断定位故障范围,为新一代天气雷达资料传输监控自动化、智能化提供技术支持. 相似文献
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面对气象防灾减灾业务服务需要,自动气象站的技术维修、保障效率问题日趋突出,主要表现为:1在自动站维修维护中存在故障检测仪器的不统一,难以适应业务维护标准化的要求;2检测方法单一,难以适应设备多样化的设备检测要求;3故障检测的自动化程度低,难以满足高时效、快速维修保障的需求。针对维护保障工作存在的问题,使用美国NI公司PXI的虚拟仪器技术,并采用NI公司的图形化软件编程平台LabVIEW设计了一个基于虚拟仪器的自动气象站故障诊断、测试、维修系统,主要包括测试系统的硬件设计、应用软件设计和动态维修数据库设计3部分。实现了待检自动气象站的数据采集、处理、分析、诊断、显示及归档打印等功能。利用软件编程对测试信号进行了调理处理,增加了自适应测试功能。采用数据库检索功能,实现了故障的相似查找功能,提高了故障的测试与诊断效率,系统解决自动气象站维护维修保障的标准化、自动化问题。 相似文献
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为保障雷达的正常运行,确保国家投资项目能够在雷达生命周期20年的时间内取得预期的效益,研发了新一代天气雷达测试与故障诊断系统.系统开发主要包括硬件测试平台的建立和软件控制应用程序的开发.前者要求建立一套完整的性能指标测试平台,后者要求开发出功能完备的测试程序,能够准确快速地控制仪器、仪表和测试设备,并实现测试数据的快速分析处理、存储和显示.通过实际雷达测试探讨该系统的可用性和可靠性. 相似文献
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为提高台站人员对新型自动气象站的运行保障能力,基于2017—2020年江西省93个台站新型自动站设备的省级维修保障档案,将新型自动站仪器系统故障设备进行归纳分类,分析了故障诊断的逻辑方法,厘清故障现象与故障设备的关联性,归纳"现象—故障件—处理方法"的映射关系,在此基础上设计新型自动站故障智能诊断系统.系统包括硬件模块和短距离无线通讯模块,硬件模块实时检测自动站采集器的运行状态参数;无线通讯模块实现硬件与软件之间的短距离远程通讯.软件程序安装在值班机房,实现远程控制、故障状态显示、智能诊断、记录存档等功能. 相似文献
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从雷达数据质量需求出发,在4个方面对CINRAD/SA标定技术进行了研究。1结合雷达回波强度定标原理,分析了目前回波强度定标过程中存在的问题,在此基础上详细制定了回波强度定标测试方法、操作步骤和技术要求,实现了SA雷达回波强度定标方法和操作流程的规范化、标准化,从而消除将人为因素或测试原因引入雷达系统造成定标误差。2对全省雷达波导长度进行实际测量,并修正了各雷达发射支路馈线损耗出厂测试数据;研制了能注入微波信号的专用测试波导,实现台站准确测量出SA雷达收、发支路馈线的实际损耗数值,应用于雷达回波强度定标中。3将太阳作为微波信号源,根据发布的太阳能流密度等数据,结合实际测量接收到的太阳射电功率,来检验全链路雷达接收系统回波强度。4取相邻雷达等距离线(中点)的低仰角同步观测反射率因子数据,开展两部雷达、多部雷达对比观测检验等。从而提高了回波强度定标的客观性和一致性,更好地为组网雷达提供一致性的雷达数据。 相似文献
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实现一种新型天气雷达发射脉冲包络检测集成技术,高度集成数控衰减器、包络检波器、A/D转换器和FPGA(Field Programmable Gate Array)处理器;能快速准确的对发射机脉冲特性进行检测,无需其他仪器和工具辅助,全自动测试,自动生成测试报告并根据测试结果给出检修建议,能够有效解决台站天气雷达对发射脉冲包络传统测试和维护的单一测试仪器功能,有效降低人为测试误差,减少天气雷达故障诊断和日常维护带来的制约和影响,促进天气雷达测试、维护维修保障的标准化和自动化。 相似文献
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目前气象业务中,新一代天气雷达组网建设不断完善,其在短时临近灾害性天气预报、预警业务和决策服务中越来越发挥着不可替代的重要作用,因此,做好新一代天气雷达的业务运行保障工作非常重要。针对新一代天气雷达发射机软硬件复杂、故障频发、维修时效长、维修难度大等特点,研制了新一代天气雷达发射机常用芯片自动检测系统。该自动检测系统采用了机外脱机测试方法,从而保证了雷达设备和人身的安全;采用了发光二极管指示灯直接输出测试结果的自动测试方式,保证了雷达修复的较短时效;可直接测试雷达组件内部电路板常用关键芯片的好坏,而不必更换整个笨重的分机组件备件,从而使维修新一代天气雷达发射机故障变得便捷、高效、经济。新一代天气雷达发射机常用芯片自动检测系统研制完成后在多个台站得到了试用,试用效果良好,可为其他新一代天气雷达站快速维修新一代天气雷达发射机提供借鉴和参考。 相似文献
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利用河南省历史气象资料,结合先进的防雹理论与技术,系统分析和总结了河南省冰雹过程的天气尺度与中尺度概念模型,并根据三维冰雹云数值模式及雷达探测、闪电定位、卫星、自动站数据,研发出河南省人工防雹作业指挥系统。该系统包括天气形势分析子系统和作业决策指挥子系统。天气形势分析子系统可根据大尺度形势背景、中尺度系统特征及三维冰雹云数值模式和卫星、闪电、自动站资料,对可能降雹区进行预测。作业决策指挥子系统通过对雷达数据产品的二次开发,完成雷达资料处理、产品生成及风暴自动识别、分类、预警,并根据参数的变化和雹云的移动方向,对下游作业区进行预警及输出作业方案。整个系统基于VS2005开发平台,使用c++开发语言,利用图层分层管理将地理信息、雷达实时观测资料、雷达二次产品、高空资料、火箭和高炮作业点等信息分层显示。系统自动化程度高,操作简便,为河南省冰雹天气预报预警提供了可参考的技术指标体系。 相似文献
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天气雷达是目前对强对流、台风、暴雨等天气过程进行精细探测的重要手段之一,其观测数据对天气预报业务起着关键的作用。天气雷达的探测能力会受到雷达所建位置四周地形遮挡影响。因此合理的雷达选址能更大程度地发挥出雷达的探测能力。基于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台获取的SRTM地形数据,利用MATLAB工具开发天气雷达地形遮挡分析系统,实现一键智能绘图,获取天气雷达遮蔽角图、各方位遮蔽角柱状图、等射束高度图及等射束高度拼图,提高雷达选址的工作效率。通过仿真试验测试系统功能,通过实例应用实际分析拟建站点地形遮挡情况。同时,系统新加入智能分析结果为雷达建站选址提供相应的分析,并具备人工补偿功能可将人工现场观测数据加入结果中完善雷达建设选址。 相似文献
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回波强度定标和调校方法是保障CINRAD/SB回波强度测量精度的关键技术,方法不当会导致回波强度测量误差增大,直接影响雷达定量估测降水产品的可靠性。为了满足回波强度测量误差在±1 dBZ范围内的技术要求,根据雷达气象方程,通过对CINRAD/SB接收机测试通道、主通道、天馈系统相关影响回波强度测量误差的因素进行分析,提出了从接收机动态范围和雷达参数调整、线性通道增益定标目标常数定标,到测试通道参数调整的回波强度定标工作流程。总结出以线性通道增益定标目标常数定标为基准,采用测试通道参数测量法或基准法调校,以保证发射功率和接收机动态范围变化导致的回波强度测量误差得到在线实时校正,提高了CINRAD/SB回波强度测量精度。从接收机测试通道、主通道、天馈系统及发射功率4个方面,给出了回波异常的分析和诊断流程。并提出在接收机保护器前端增加机外信号注入口和定标信号功率检测功能,以利于机内外回波强度定标对比校准和消除测试通道参数变化导致回波强度测量误差的建议。 相似文献
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通过分析目前我国新一代天气雷达的维修保障现状,提出利用雷达故障诊断系统来辅助和代替传统的雷达故障诊断手段,以达到缩短故障维修时间、规范维修维护方法和提高维修效率的目的。论文以CINRAD/SA型号的天气雷达为对象,通过对CINRAD/SA天气雷达系统结构的深入研究,结合雷达现有的故障定位功能,确定了故障信息的采集方式;收集和分析了2002—2014年期间近70部CINRAD/SA雷达相对完整的故障维修案例,基于故障树分析法(FTA)建立了雷达故障树,并以发射机子系统为例,进行了故障树的定性分析和定量分析,得到初始数据。在分析和研究的基础上,开发了"CINRAD/SA天气雷达故障诊断系统",为雷达故障诊断提供指导思路。 相似文献