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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

作　者: 刘蕾
导　师: 鲁加国
学　校: 安徽大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 双线偏振雷达差分反射率双通道一致性幅相校正标定源
分类号: TN959.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

双线偏振多普勒天气雷达是未来天气雷达的发展方向。双线偏振技术的应用不但可以提供常规气象产品如强度、速度和谱宽,而且能够提供差分反射率因子、差分传播相移、比差分传播相移和相关系数等双偏振参数,这些参数与识别降水粒子相态和对降水估测有着密切的关系,比常规天气雷达具有更广的应用。本文即对双偏振雷达的关键技术问题进行了研究。该文以安徽四创电子有限公司生产的移动式C波段双线偏振雷达为载体,首先对该雷达的探测和工作原理进行了介绍。由于在双偏振参数中,差分反射率因子是判断粒子相态,云雨气象目标特征的重要参数。如果测量误差不满足要求,不仅将严重影响雷达双偏振探测功能的发挥,而且后续的探测资料处理和信息提取也都失去了实际意义。ZDR(差分反射率)的订正问题对于偏振雷达的成功应用起着至关重要的作用。在此基础上文中详细论述了差分反射率误差产生的原因,并且介绍了两种差分反射率的修正方法,此两种方法可以作为检测手段定期校准差分反射率因子,以达到对差分反射率的修正。文中对两种方法都进行了数据采集和外场试验。结果表明能够较好的完成对ZDR的系统误差订正。最后,针对由于接收通道幅相不一致性而产生的误差提出了一种基于标定源的新方法。该方法具有实时修正ZDR的优点,并在云南,北京等地进行了外场试验,经过数据分析,此修正方法能够使得接收通道的差分反射率精度控制在0.2dB以内,结果达到定量相态识别和估测降水的精度要求。为雷达在气象保障领域充分发挥作用奠定基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章引言  8-14
  1.1 天气雷达现状  8-10
  1.2 双线偏振雷达发展现状  10-11
  1.3 论文的目的和研究内容  11-14
第2章线偏振多普勒天气雷达介绍  14-38
  2.1 双线偏振雷达探测原理  14-20
    2.1.1 目标特点分析  14-16
    2.1.2 探测原理分析  16-20
  2.2 总体方案设计  20-23
  2.3 基本工作原理  23-24
  2.4 雷达工作模式  24-26
    2.4.1 多普勒工作模式  24-26
    2.4.2 双偏振工作面模式  26
  2.5 分系统方案设计  26-38
    2.5.1 天馈分系统  26-29
    2.5.2 发射分系统  29-30
    2.5.3 接收分系统  30-31
    2.5.4 数字处理分系统  31-36
    2.5.5 终端分系统  36-38
第3章差分反射率误差分析与修正方法介绍  38-49
  3.1 差分反射率原理分析  38-41
  3.2 差分反射率误差分析  41-45
  3.3 差分反射率误差修正方法介绍  45-49
    3.3.1 太阳辐射修正法  45-46
    3.3.2 自然日标修正法  46-49
第4章基于标定源的差分反射率修正方法  49-58
  4.1 双线偏振雷达双通道一致性标定  49-53
    4.1.1 双偏振天线指标要求  49-50
    4.1.2 发射双通道一致性校正  50-53
  4.2 标定源的安装与软硬件实现  53-58
    4.2.1 硬件实现  54-55
    4.2.2 软件实现  55-58
第5章雷达数据分析对比  58-65
  5.1 2011年8月22日云南洱源数据  58-61
  5.2 2012年3月17日北京数据  61-63
  5.3 2011年11月7日安徽合肥数据  63-65
第6章结论与今后的工作  65-67
  6.1 本文的结论与总结  65-66
  6.2 今后的工作  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表的学术论文目录  71

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

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