差分反射率因子的误差分析与基于标定源的修正方法实现

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1、4．1．2发射双通道一致性校正⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯434．2标定源的安装与软硬件实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．2．1硬件实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。474．2．2软件实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48第5章雷达数据分析对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯s15．12011年8月22日云南洱源数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯515．22012年3月17日北京数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545．320

2、11年11月7日安徽合肥数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56第6章结论与今后的工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯S86．1本文的结论与总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。S86．2今后的工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．∞致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63攻读学位期间发表的学术论文目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。64

3、第1章引言本章节首先介绍了天气雷达和双偏振雷达的发展现状，然后对本文的研究背景和研究意义做了介绍。差分反射率因子测量精度对双偏振雷达的降水估测和相态识别有着重要的意义，最后对本论文研究的主要内容做了概括介绍，并总结了所做的主要的工作。1．1天气雷达现状据统计，我国每年因气象灾害使农田受灾面积达上亿亩，受灾害性天气影响的人口约6亿人，给国家带了数以万计的损失，使人民苦不堪言，特别是1988年的洪水。为了及时有效地预测灾害性天气，预防人民财产损失和人身安全，广大气象科技工作者在国家的大力支持下，建立了一套比较有效的预测、气象监测系统。国家针对气象

4、雷达领域，批准了建立新一代多普勒天气雷达监测网，截止2011年9月，已经初步在全国布设了164部C波段S波段多普勒天气雷达，以进一步加强对灾害性天气的监测和预测水平【1】【21。雷达的英文名字“Radar"(即：RadioDetectionandRanging)，是无线电探测和测距之意。雷达是检测和定位反射物体的一种电磁系统【31。它通过将能量辐射到空间并接收目标反射的回波，返回到雷达的能量不仅说明目标的存在，而且通过比较接收的回波信号与发射信号，可以获得目标的水平距离、方位角、仰角和回波强度等信息，以确定目标位置141。二战后雷达技术被引进

5、到气象领域至今已有近70多年时间，用于探测云雨降水、监测强对流天气的天气雷达已成为雷达领域中的一个分支【5】16J，气象雷达主要用于监测强对流天气、定量估测降水131。50年代以前，气象领域的雷达主要由军用警戒雷达适当改装而成，如美国的WSR．1、WSR．3；英国的Decca41、Decca43等同。国内也曾在50年代末引进Decca41雷达用于监测天气，选用的波长主要是X波段和S波段I引。差分反射率因子的误差分析及基于标定源的修正方法实现50年代，相关国家开始设计专门用于监测天气和降水的雷达l踟。1953年，美国研制出代号为CPS．9的X波

6、段天气雷达，主要用于机场飞行保障；1957年，美国天气局设计代号WSR．57的S波段天气雷达，用于降水估测131。60年代，日本设计C波段的天气雷达JMA．109。当时气象观测使用的天气雷达主要是对波长的考虑以适应气象探测要求，对回波强度的测量和图像显示不同于军用要求，天气雷达还是模拟信号接收，观测资料的存贮采用照相方法，对资料的处理仍是事后的人工整理和分析，国内生产的713、714天气雷达基本属于此类产品【3】18l。70年代后期，天气雷达开始采用数字和计算机技术，形成数字化天气雷达系统，以美国的WSR．81S天气雷达系统为代表，其将数字技

7、术与计算机处理用于常规天气雷达，使其具有数字化处理功能，国内相当一部份天气雷达也经过改造使其成为数字化天气雷达【3l。数字化天气雷达对探测数据进行数字化，形成多种可供观测员和用户直接使用的数字图像产品数据。80年代初，美国开始设计专门为气象业务使用的多普勒天气雷达，称为下一代天气雷达(r,rEXRAD)，并于1988年生产布网，型号定为WSR．88D，WSR．88D不仅能较好地定量估测降水，而且具有获取风场信息的功能，并有丰富的应用软件支持，可提供多种监测和预警产品【8】o我国新一代天气雷达系统的设计不但包括了最新的雷达技术、计算机技术，而且

8、融合了气象专家十多年来分析气象资料总结出来的宝贵经验。该雷达系统可以提供各类降水天气的回波图像分布信息，还可以实时地对各类灾害性天气进行识别、追踪【6l；对冰雹、龙