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利用多参数遥感冰雹云的方法研究

作　者: 闫飞
导　师: 赵振维；张海燕
学　校: 中国海洋大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 雹云闪电遥感人工影响天气
分类号: TP79
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 12次
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内容摘要

冰雹灾害是由强对流天气引起的一种剧烈的气象灾害,虽然它出现的范围较小,时间短,但其对农业、电力、通讯、交通等的危害巨大。人工消雹作业是减轻冰雹危害的重要手段,而冰雹云的准确预报是有效实施人工消雹作业的前提。为提高冰雹云的预报准确率,本文系统分析了雹云闪电的声、光、电特征,研究了雹云闪电特征信号的接收和处理方法,在此基础上,给出了一种利用多参数遥感冰雹云的方法,详细介绍了其具体实现电路,并利用原理样机的实验结果进行了分析,论文的主要工作为:论文首先介绍了雹云的生成过程、雹云的物理特征和雹云与非雹云的区别,分析了冰雹云闪电的声、光、电特征,给出了冰雹云的特征信号的提取和判别方法,在此基础上,提出利用雹云闪电的声、光、电特征的多参数遥感冰雹的方法,给出了利用声光延迟计算云体距离的方法。在以上研究的基础上,确定了多参数测雹仪的测量参数,给出了多参数测雹仪的总体系统设计。介绍了系统的组成框架和各功能模块的实现方法,分析了雹云闪电声、光、电信号的数据采集、数据处理、雹云判断和雹云距离计算的实现流程。最后,利用样机通过对雷电的观测,开展了电闪、光闪等部分功能检验,并对观测结果进行了分析,分析结果与现有闪电观测资料相符合,初步验证了多参数测雹仪的功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 前言  10-15
  1.1 课题的背景和意义  10-11
  1.2 冰雹云识别的研究现状  11-13
    1.2.1 利用气象雷达进行测雹  11-12
    1.2.2 气象卫星识别雹云  12
    1.2.3 闪电定位系统识别雹云  12-13
    1.2.4 单站测雹仪  13
  1.3 本文的研究内容  13-15
2 冰雹云特征分析  15-26
  2.1 冰雹的形成  15-17
  2.2 雹云闪电特征  17-21
    2.2.1 闪电电磁辐射  17-20
    2.2.2 闪电频数  20-21
  2.3 雹云闪电光辐射特征  21-23
    2.3.1 强雹云闪电光辐射特征  22
    2.3.2 弱雹云闪电光辐射特征  22
    2.3.3 雷雨云闪电光辐射特征  22-23
  2.4 雹云雷声特征  23-24
  2.5 其它特征  24-26
3 多参数遥感冰雹云的方法  26-32
  3.1 雹云闪电频数增长率的提取方法  26-28
  3.2 雹云闪电光辐射脉冲的提取  28-29
  3.3 雹云闪电雷声频谱特征  29-30
  3.4 雹云遥感的参数选择  30
  3.5 测距原理  30-31
  3.6 多路综合依据  31-32
4 多参数测雹仪样机开发  32-49
  4.1 多参数测雹仪组成  32-33
  4.2 电闪信号采集  33-34
    4.2.1 接收频率和天线  33-34
    4.2.2 电闪放大整形电路  34
  4.3 光闪信号采集  34-40
    4.3.1 光电传感器  34-39
    4.3.2 光闪放大电路  39-40
  4.4 闪电雷声信号采集  40-42
    4.4.1 声传感器  40-42
    4.4.2 音频放大电路  42
  4.5 信号采样和数据封装  42-49
    4.5.1 A/D 转换器  43-44
    4.5.2 数据封装  44-49
5 数据处理  49-59
  5.1 电闪数据处理  49-51
  5.2 光闪数据处理  51-53
  5.3 雷声数据处理  53-58
    5.3.1 雷声能谱获取方法  54-55
    5.3.2 数字滤波器的设计  55-58
  5.4 综合预报  58-59
6 实验结果分析  59-67
  6.1 显示软件介绍  59-61
  6.2 雷声单元测试结果  61-62
  6.3 电闪、光闪实测结果  62-67
7 总结与展望  67-69
参考文献  69-73
附录  73-76
致谢  76-77
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  77

利用多参数遥感冰雹云的方法研究

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