双偏振雷达产品和应用介绍

双偏振雷达产品和应用介绍目录双偏振原理双偏振二次产品升级双偏振优势业务兼容性设计BeijingMetstarRadarCompany*1双偏振原理为何要双偏振？雷达方程以球形粒子为假设条件,但实际上粒子并非总是球形。BeijingMetstarRadarCompany*双偏振基础原理BeijingMetstarRadarCompany*BeijingMetstarRadarCompany*双偏振原理敏视达双偏振雷达采取成熟、业务上应用广泛双发双收模式,发射机输出信号功分两路分别以水平和垂直极化方法同时发射,双通道接收机和数字中频对数据进行并行处理。水平通道信号用于生成单偏振数据,而双通道信号之间差异是双偏振雷达关键:双通道幅度差系统要求双通道幅度差<0.2dB双通道相位差系统要求双通道相位差<2度BeijingMetstarRadarCompany*粒子双偏振差异 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在后向散射特征不一样ZDR-反射率在不一样极化方向上差异LDR-反射率在不一样极化方向上交叉转化ρHV-两种极化方法信号相关系数（幅度和相位）传输路径效应不一样ΦDP-不一样极化方向上传输路径相位差KDP–单位距离ΦDP衰减效应-不一样极化方向上衰减不一样双偏振雷达探测量单偏振雷达量dBT,dBZ,V,W双偏振探测量ZDR(差分反射率)ρHV/CC(协相关系数)ΦDP(差分相移)KDP(差分相移率)LDR(退偏振比)–水平发射/双通道接收模式BeijingMetstarRadarCompany*差分反射率(ZDR)表示一个探测空间体（距离库）平均粒子形状ZDR与雨滴大小ZDR值与雨滴大小亲密相关ZDR与冰雹dBZ大,但ZDR小是冰雹存在一个显著特征ZDR产品BeijingMetstarRadarCompany*C波段雷达ZDR产品样例,ZDR大区域对应降水强区域协相关系数(ρHV/CC)描述水平和垂直极化回波信号改变相同度高CC低CC协相关系数应用气象目标CC高,非气象目标CC低融化层识别（CC较低且噪声大）大冰雹识别（CC<0.85)CC产品BeijingMetstarRadarCompany*C波段雷达CC产品样例,7.5度仰角CC产品清楚显示融化层分布CC产品显示融化层BeijingMetstarRadarCompany*C波段雷达CC产品样例,7.5度仰角CC产品清楚显示融化层分布差分传输相移ΦDP水平和垂直通道相位差电磁波在雨中传输速度变慢水平极化电磁波传输相比垂直慢部分ΦDP解释与粒子形状相关与粒子密度相关冰雹ΦDP趋近于零ΦDP产品BeijingMetstarRadarCompany*C波段雷达PhiDP产品样例相位显著增大区域为强降水区域差分传输相移率KDPΦDP是累积效应,随距离累积,不方便直接使用。所以需要引入KDPKDP特点和应用KDP与降水率成百分比,可用来估测降水与反射率估算降水相比,KDP算降水不受冰雹影响KDP是双通道相位差值,不需要标定KDP产品BeijingMetstarRadarCompany*C波段雷达KDP产品样例KDP大区域对在强降水区域退偏振比LDRLDR需要在单通道发射,双通道接收模式下生成LDR展示粒子退偏振特征因工作模式限制,LDR应用比较少BeijingMetstarRadarCompany*LDR产品BeijingMetstarRadarCompany*水平发射,双通道接收模式取得LDR产品。仰角:30度零度层特征清楚双偏振雷达优势双偏振数据能够愈加好地描述粒子尺寸/形状/降水类型及天气能够区分气象/非气象回波能够愈加好地去除异常传输、地物及海杂波等非气象回波更正确地估量降水和降雪(双偏振QPE对冰雹、亮带不敏感,且能够过滤非气象回波影响)探测和预警冰雹区域BeijingMetstarRadarCompany*BeijingMetstarRadarCompany*2双偏振二次产品双偏振关键二次产品BeijingMetstarRadarCompany*采取美国NEXRAD升级双偏振后算法,开发了二次产品应用包。双偏振关键二次产品BeijingMetstarRadarCompany*序号产品代码产品名称说明1ML融化层高度融化层识别和高度2HCL粒子相态识别粒子相态识别和分类3QPE双偏振定量降水估计双偏振定量估计降水率融化层产品MLBeijingMetstarRadarCompany*双偏振探测量（关键是CC和Zdr）更能够表现融化层改变。融化层产品BeijingMetstarRadarCompany*左:反射率中:ZDR右:CC融化层产品BeijingMetstarRadarCompany*左上:相关系数CC产品右下:融化层ML产品融化层产品BeijingMetstarRadarCompany*产品应用:（1）每个仰角更新,提供实时不一样方位融化层高度信息;（2）融化层高度信息有利于分析雷达数据,尤其是区分固态和液态粒子;粒子相态分类产品HCLBeijingMetstarRadarCompany*算法输入:双偏振基数据:Z、ZDR、V、CC、PDP、KDP等6种数据。算法输出:地物杂波（GC,GroundClutter）生物杂波（BI,BiologicalScatters）干雪（DS,DryAggregatedSnow）冰水混合物（WS,WetSnow）冰晶（IC,IceCrystals）霰（GR,Graupel）大雨滴（BD,BigDrops）小雨滴（RA,LightandModerateRain）强降雨（HR,HeavyRain）冰雹（RH,MixtureofRainandHail）粒子相态分类产品HCLBeijingMetstarRadarCompany*TypedBZCCZDRKDPL/MRain5~500.97~1.010.0~6.00.0~1.0HeavyRain40~600.95~1.000.5~8.01.0~5.0BigDrops10~500.92~1.012.5~7.00.0~2.0HailandRain45~800.75~1.0-0.3~4.5-2.0~10Graupel30~550.92~1.01-0.3~2.2-2.0~2.0DrySnow25~500.88~0.9850.5~3.0-1.0~0.5IceCrystals0~250.95~1.01-1.0~5.0-1.0~0.5模糊逻辑算法基础依据粒子相态分类产品HCLBeijingMetstarRadarCompany*左上:反射率产品右下:粒子相态分类产品粒子相态分类产品HCLBeijingMetstarRadarCompany*左上:未滤波反射率右下:粒子相态分类产品粒子相态分类产品HCLBeijingMetstarRadarCompany*产品应用:（1）相态识别有利于雷达数据分析;（2）相态识别产品有利于快速定位和预警区域灾难性天气;（3）相态识别是双偏振降水QPE输入。双偏振QPE单偏振双偏振混合扫描反射率R(Z)相态分类融化层信息R(Z)R(Z,ZDR)R(KDP)R(Z,ZDR)AlgorithmR(Z)传统降水估测关系,受固态降水、亮带及标定影响较大R(Z,ZDR)ZDR相对于dBZ受标定影响小ZDR与粒子相态相关,计算固态降水更正确R(KDP)KDP不受标定和衰减影响计算降水,不受混合冰雹影响对于弱降水,KDP值噪声大计算KDP经过平滑,距离分辨率和精度之间有取舍BeijingMetstarRadarCompany*降水率算法选择双偏振QPE产品BeijingMetstarRadarCompany*双偏振QPE降水率产品,可用于降水累积单/双偏振QPE对比BeijingMetstarRadarCompany*左上:单偏振3小时雨量累积右下:雨量计3小时雨量单/双偏振QPE对比BeijingMetstarRadarCompany*左上:双偏振QPE3小时右下:雨量计3小时雨量双偏振QPE产品BeijingMetstarRadarCompany*产品应用:（1）双偏振降水率计算与粒子相态相关;对冰雹和亮带不敏感,而且非气象回波不影响降水估算;（2）双偏振降水估量对冰雹和亮带不敏感;（3）非气象回波不影响降水估算。BeijingMetstarRadarCompany*3升级双偏振优势双偏振升级带来优势之一双偏振探测优势1)双偏振数据能够愈加好地描述粒子尺寸/形状/降水类型及天气2)能够区分气象/非气象回波,并能够愈加好地去除异常传输、地物及海杂波等非气象回波3)双偏振QPE更正确地估量降水和降雪双偏振升级带来优势之二升级带来单偏振数据质量提升1）系统设计和标定精度提升（幅度和相位）2）Burst订正提升改善信号质量,提升地物抑制能力3）相位编码过滤二次回波4）数据分辨率提升（250米距离库）5）天线角码速率45MS11.25MS…这些方法综合将提升反射率测量精度和正确性,提升速度和谱宽数据质量。双偏振数字中频模块高度集成化多通道模块,集成度提升降低故障率,大大增强和扩展了信号处理能力。高度集成化数字中频/信号处理模块。多通道,16位A/D,实时处理4K以上距离库数据;I/Q数据经过网线传输至主机,可实时存档I/Q数据;发射机Burst信号采样和订正使用发射机末级采样Burst信号订正回波I/Q数据幅度和相位,显著提升系统相噪和地物抑制能力。动态杂波图右上:反射率（未滤波）左下:动态杂波图区域相位编码去二次回波BeijingMetstarRadarCompany*左上:反射率产品(含二次回波）右下:去二次回波后反射率相位编码去二次回波BeijingMetstarRadarCompany*左上:速度产品(含二次回波）右下:去二次回波后速度相位编码去二次回波BeijingMetstarRadarCompany*左上:谱宽产品(含二次回波）右下:去二次回波后谱宽相位编码应用在S波段示例BeijingMetstarRadarCompany*如图为美国NEXTRAD雷达升级后采取相位编码解二次回波样例。BeijingMetstarRadarCompany*数据分辨率提升湛江海鸥台风反射率对比图左上:1公里/1.0度右下:250米/0.5度BeijingMetstarRadarCompany*湛江海鸥台风反射率对比图左上:现有分辨率局部4X右下:提升分辨率局部4X数据分辨率提升BeijingMetstarRadarCompany*湛江海鸥台风反射率对比图左上:现有分辨率局部16X右下:提升分辨率局部16X数据分辨率提升BeijingMetstarRadarCompany*4业务兼容性设计业务兼容性考虑BeijingMetstarRadarCompany*单偏振兼容性双偏振工作模式能够输出全部单偏振量,将设计和运行兼容VCP21双偏振工作体扫模式。业务兼容性雷达应用软件将输出2套数据:单偏振基数据+上传产品（CMA业务 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ）双偏振基数据+应用产品（省内业务应用） 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf BeijingMetstarRadarCompany*双偏振雷达能够兼容单偏振雷达现有业务功效和气象产品;双偏振资料能够提供粒子相态信息,提升非气象回波识别和过滤能力,提升降水估量正确性;双偏振雷达对系统标定、信号处理及软件子系统升级和改善,提升了系统标定水平和数据质量,提升了单偏振产品质量。BeijingMetstarRadarCompany*谢谢