L波段探空雷达主要标定方法分析与改进-论文.pdf

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1、第42卷第3期气象科技V01．42．NO．32014年6月METEOROLOGICALSCIENCEANDTECHNOLoGYJun．2014L波段探空雷达主要标定方法分析与改进秦建峰程昌玉颜国跑(1湖北省气象信息与技术保障中心，武汉430074；2武汉市气象局，武汉430040)摘要运用解析几何的方法，给出了L波段探空雷达系统的天线方位零度标定、光轴与机械俯仰轴垂直标定、光轴与海平面平行标定、光轴与电轴一致性标定等主要标定方法的理论解析。依据标定方法和理论解析，总结了L波段探空雷达系统标定实施的关键，

2、分析了存在的不足，提出了相应的改进方法。理论解析能为技术人员深入掌握雷达标定方法打下良好的理论基础。掌握标定实施的关键，能减小标定误差，确保雷达探测的可靠性改进方法可作为改进标定实施或系统设备的参考。关键词探空雷达标定方法改进雷达标定前的方位0。，在标定时通过经纬仪目镜和引言雷达瞄准镜对瞄，使得雷达机械轴和经纬仪光轴在L波段探空雷达系统标定是确保雷达探测资料一条直线上(雷达光轴与机械轴一致性已检验)。图的可靠性的重要手段，是L波段探空雷达建设、运中和口分别为雷达和经纬仪在各自角坐标系中的行维护和系统检测

3、中必不可少的。技术手册l_1对雷角度(角度正方向统一为逆时针方向)。从图中看达标定方法进行了说明，但未给出其理论解析，让人出，雷达机械轴方向与经纬仪方位0。方向夹角为@知其然不知其所以然，增加了掌握和运用标定方法=180。一。可见，如果将雷达从当前方位角度向经的难度。尤其是对于较复杂的标定方法，很多台站纬仪O。方向转动@角度，则可达到经纬仪0。方向。的技术人员无法独立完成，有些虽能按手册完成，但所以，标定时将雷达方位角转动到+e_-+(180。无法保证标定的准确性，甚至可能引入人为的标定-8)，设置为雷

4、达方位0。即可。误差。崔炳俭l_2等对系统的标定方法进行了较详尽的阐述，奉超I3分析了标定中的几种误差，徐正旭_4]等对误差的影响和雷达探测精度进行了分析，纪华[5等简略阐述了701雷达标定中的几点注意问题。然而，国内尚未见公开文献对L波段探空雷达标定方法进行理论解析与论述。本文用解析几何的方法，对L波段探空雷达系统的主要标定方法进行分析和论证，总结了标定实施的关键，分析了存在的不足，提出了相应的改进方法。图1方位O。标定原理1主要标定方法解析1．2光轴与俯仰轴垂直标定1．1方位零度标定如图2，P。(。

5、，Y。)、P。(z。。，Y。。)分别为天线仰方位O。标定是以经纬仪方位0。为基准，对雷达角在O。和9O。时远距离目标物在雷达瞄准镜坐标中方位O。进行校正。如图1，N、N分别为经纬仪和的位置。从瞄准镜向目标物望去，P。到P。。的路径P圆弧方向为逆时针方向(图中箭头方向)。直线hhttp：／／www．qxkj．net．cn气象科技作者简介：秦建峰，男，1980年生，硕士，工程师，从事气象雷达技术保障工作，Email：peakl980@163．corn收稿日期：2013年5月16日；定稿日期：2013年12月

6、6日374气象科技第42卷＼＼h(。。一)(～)一，t’、、／＼＼，＼＼cz。一(z一)^／／(z9o一35"o)+(3，9o—y。)一2孚㈦、2Io。一XgolI一{4(4)90一Yo一二+一兰妄一。。(5)图2光轴与俯仰轴垂直标定原理一一二+一垫_二一。为P。P。。线段的中垂线，与P。P。。线段交于点M(6)[(z。+z。。)／2，(。+。。)／2]。因为目标物与雷达距离很远(大于2kin)以至天线俯仰转动前后移动距离可忽略，如果光轴与俯仰轴垂直，在天线俯仰转动前后目标物应在P。位置不变。如果光轴与

7、俯仰轴不垂直，当天线俯仰转动时，从P。到P。。的路径P圆弧的圆心O(z，)为俯仰轴在瞄准镜坐标平面的投影点，调整瞄准镜支架三角板，使得P。向圆心0点逼近，则能使得光轴与俯仰轴趋于垂直。式(1)中图3光轴与俯仰轴垂直标定自制设备示意图忌为P。P。。线段斜率，则中垂线h的斜率为一1／k，则h直线方程为公式(2)。P圆弧对应的角度为90。，1．3光轴与海平面平行标定由JP。P。。『一2ll，可得到式(3)，从而得到式如图4，假如天线方位在0。和180。时看远距离(4)，根据圆弧P的逆时针方向可确定式(4)左边

8、括(大于2kin)目标物的位置分别为P。(。，。)和P㈣号内分式的分子分母为负号关系，最终得到式(5)、(z㈨，。。)，瞄准镜坐标原点与海平面的垂直距离(6)，即圆心O(x，)。标定时调整瞄准镜支架三角为h。P。和P中点位置的纵坐标一(。4-Y)／板，在仰角0。将P。位置调整至圆心0(z，)位置2一(。+y。一2h)／2一-h。若每次调整以中点位即可。置的纵坐标Y为目标，则会越来越逼近水平面，最如果雷达站周围找不到2km外的目标，则采终平行