CINRAD/SA雷达业务技术指导手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁国锋，郭泽勇，曾广宇 编

图书标签:

• CINRAD/SA
• 气象雷达
• 雷达业务
• 技术手册
• 气象观测
• 遥感
• 气象数据
• 雷达技术
• 气象分析
• 天气预报

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502961060

版次：1

商品编码：11678076

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：148

字数：256000

正文语种：中文

内容简介

　　《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》以雷达站日常业务工作为主线，系统地论述了CINRAD／SA天气雷达测试技术维护保障方法、业务软件及其他相关业务工作，分8个章节。第1章详细描述了雷达接收机系统、发射机系统的关键测试点电气特征及测试方法；第2章根据ASOM平台维护项目总结了雷达周维护、月维护和年维护等重点指标的维护方法；第3章对雷达业务软件的安装、注意事项及其操作应用等方面做了相应的介绍；第4至7章汇集了雷达资料整编、基数、报表、备件等相关业务工作；第8章结合采集的典型故障个例，总结了闪码和定位两类典型问题的诊断方法。附录对雷达开关机流程、雷达参数、产品、基数据格式、CINRAD／SA报警信息、备件清单、业务质量考核办法以及加密观测管理办法等内容进行了介绍。本书可供天气雷达技术保障人员及高校相关专业师生参考使用。

内页插图

目录

1雷达系统关键点测试方法1．1接收机关键点测试1．2发射机关键点测试1．3总结2雷达系统维护方法2．1周维护2．2月维护2．3年维护3雷达软件安装与配置3．1雷达系统软件安装与配置3．2雷达数据上传软件参数配置3．3软件密码4雷达资料存储与整编4．1基数据文件整编要求4．2灾害性天气过程个例资料整编要求5基数、错情统计及考核指标算法5．1雷达业务基数统计5．2雷达业务错情统计5．3考核指标算法5．4业务质量月报表内容及注意事项5．5台站常见错情6雷达机务报表6．1机务报表内容6．2机务报表填报注意事项7雷达备件管理与油机维护7．1雷达系统设备的备件储备及管理要求7．2雷达备件三级清单7．3油机维护守则7．4油机开关机步骤8维护维修实例8．1CINRAD／SA闪码故障统计分析与排查方法8．2CINRAD／SA雷达空间定位误差诊断方法与个例分析

前言/序言

CINRAD/SA雷达业务技术指导手册 一、 引言：雷达，无形的眼睛，洞察风云变幻 在现代气象探测领域，多普勒天气雷达以其强大的实时监测和信息获取能力，扮演着不可替代的角色。它如同天空中一双“无形的眼睛”，能够穿透层层云雾，捕捉大气中风、雨、雪、冰雹等各类天气现象的细微脉动。CINRAD/SA（中文为“新一代多普勒天气雷达/业务型”）系列雷达，作为我国业务气象雷达网的中坚力量，其先进的技术和广泛的应用，极大地提升了我国天气预报、预警和灾害防御的能力。 本手册旨在为CINRAD/SA雷达系统的操作、维护和业务应用提供一套系统、详尽的技术指导。它面向的是一线气象业务人员、技术维护人员以及相关科研人员，旨在帮助他们深入理解CINRAD/SA雷达的工作原理、技术特性、数据产品生成过程以及日常业务运行中的各项关键操作。通过掌握本手册的内容，用户将能够更高效、更准确地利用CINRAD/SA雷达的各项功能，为气象预报预警服务提供坚实的技术支撑。 二、 CINRAD/SA雷达系统概述：技术的基石，能力的源泉 CINRAD/SA雷达系统并非单一的设备，而是一个复杂而精密的集成系统，融合了先进的微波、电子、计算机和信号处理技术。理解其整体架构和核心组成部分，是掌握其各项功能的前提。 1. 雷达系统组成： 天线系统（Antenna System）： 这是雷达的“耳朵”和“嘴巴”，负责发射电磁波并接收回波信号。CINRAD/SA雷达多采用抛物面天线，通过精密伺服机构实现对天空的扫描。其指向精度、波束宽度和旁瓣抑制能力直接影响雷达探测的精度和分辨率。天线罩（Radome）则起到保护天线免受恶劣天气和环境影响的作用，同时需要尽量减少对雷达信号的衰减和畸变。 发射机（Transmitter）： 产生高功率的微波脉冲，是雷达探测的能量来源。CINRAD/SA雷达通常采用固态发射机或磁控管等技术，其脉冲宽度、重复频率（PRF）和峰值功率等参数是决定雷达探测距离和探测能力的决定性因素。 接收机（Receiver）： 接收从目标反射回来的微弱回波信号。接收机的灵敏度、动态范围和低噪声系数是保证微弱回波信号能够被有效检测的关键。 信号处理器（Signal Processor）： 这是雷达的“大脑”，负责对接收到的原始回波信号进行一系列复杂的处理。包括幅度、径向速度、谱宽等参数的计算，以及对杂波（如地面杂波、生物杂波、亮带杂波等）的抑制。CINRAD/SA雷达采用高性能的数字信号处理器，能够实时处理海量的雷达数据。 数据处理器（Data Processor）： 负责对信号处理器输出的初步处理数据进行二次加工，生成用户可读的气象产品。这包括雷达回波图、速度图、谱宽图，以及更高级的降水估测、风暴追踪、雷暴判断等产品。同时，数据处理器还负责雷达数据的存储、传输和用户界面（UI）的显示。 控制与显示系统（Control and Display System）： 提供操作员与雷达系统交互的界面，包括雷达的操作控制、数据可视化显示、报警信息提示等。用户可以通过该系统进行雷达扫描模式的设定、数据产品的选择和查看，以及对雷达运行状态的监控。 供配电与环境控制系统（Power Supply and Environmental Control System）： 为雷达设备提供稳定可靠的电力供应，并维持雷达设备的适宜工作温度和湿度，是保障雷达系统稳定运行的基础。 2. 雷达工作原理： CINRAD/SA雷达采用脉冲多普勒工作方式。其基本工作流程是： 发射电磁波： 发射机产生定向的高功率微波脉冲，通过天线定向发射出去。 波束与目标交互： 微波脉冲在传播过程中遇到大气中的粒子（如水滴、冰晶、雨滴等）。 信号散射与回波： 这些粒子会将部分电磁波散射回雷达站，形成回波信号。 接收回波： 天线接收到这些微弱的回波信号。 信号处理： 信号处理器对接收到的回波信号进行分析，提取出关键信息： 距离： 通过测量电磁波从发射到接收回波所经过的时间，可以计算出回波源的距离。 反射率（Z）： 回波信号的强度与散射粒子的大小、数量和相态有关。反射率是衡量降水强度的重要指标。 径向速度（Vr）： 利用多普勒效应，通过测量回波信号频率的偏移，可以计算出粒子相对于雷达的径向速度，即粒子朝向雷达或远离雷达的速度。 谱宽（W）： 反映粒子径向速度的离散程度，与风场的不均匀性、粒子的谱分布等有关。 数据产品生成： 数据处理器将处理后的原始雷达数据整合成各种可视化气象产品，供业务人员分析使用。 三、 CINRAD/SA雷达核心技术：精益求精，追求卓越 CINRAD/SA雷达之所以能够提供高质量的气象探测信息，离不开其在关键技术上的不断创新和优化。 1. 多普勒处理技术： 这是多普勒天气雷达的核心。通过精确计算多普勒频移，实现对大气径向速度的精确测量。这使得雷达不仅能探测降水强度，还能洞察风场的结构和变化，是识别和跟踪强对流天气的关键。 速度展开（Velocity Dealiasing）： 多普勒速度测量存在一个模糊周期，即速度过大时会出现误判。速度展开算法旨在恢复真实的速度值，是准确获取风场信息的重要环节。 杂波抑制（Clutter Suppression）： 地面、建筑物、以及某些天气现象（如亮带）产生的非降水回波会严重干扰雷达信号。CINRAD/SA雷达采用多种先进的杂波抑制技术，如动目标显示（MTI）、通路动目标显示（MTP）、最大夹角抑制（MAPS）以及基于多普勒特征的杂波过滤等，有效滤除杂波，突出真实的回波信号。 2. 极化技术（Polarimetric Technology）： 部分CINRAD/SA雷达装备了极化探测能力，这是雷达技术的一大飞跃。通过发射和接收不同偏振（水平和垂直）的电磁波，可以获得更多关于降水粒子的信息。 差分反射率（ZDR）： 测量水平和垂直反射率的差值，反映了降水粒子的形状。例如，大尺寸的雨滴通常是扁平的，ZDR值较高；而球形的雪花或冰雹，ZDR值较低。 差分相位（ΦDP）： 测量水平和垂直极化回波之间的相位差，与空气中的液态水含量（LWC）直接相关，可用于更准确地估算降水量。 相关系数（ρhv）： 反映了水平和垂直极化回波之间的相关性，可以区分降水粒子类型（雨、雪、冰雹、混合相）以及识别非降水杂波。 极化产品的应用： 极化雷达能够更准确地识别降水类型，区分雨、雪、霰、冰雹；更准确地估算降水量，尤其是在强降水和极端天气事件中；辅助判断强对流风暴中的中尺度涡旋、飑线等结构；以及识别和滤除非常规的杂波（如生物回波、强地面杂波）。 3. 数据质量控制与产品生成： 数据质量控制（Quality Control, QC）： 对原始雷达数据进行严格的质量检查，剔除不可靠的数据点，确保后续产品分析的准确性。这包括对异常值、模糊值、以及判定为杂波的数据进行标记或剔除。 多尺度、多模式产品： CINRAD/SA雷达能够生成多种分辨率、多种覆盖范围的产品，以满足不同用户的需求。从覆盖范围广阔的低分辨率图，到精细探测近距离区域的高分辨率图。 雷达数据融合： 未来更高级的应用可能包括与其他观测资料（如卫星、地面站、探空仪）的融合，以提供更全面、更准确的天气分析。 四、 CINRAD/SA雷达业务应用：洞察天气，精准预警 CINRAD/SA雷达作为业务气象服务的基础设施，其数据产品被广泛应用于日常天气预报、灾害性天气预警和应急响应等各个环节。 1. 强对流天气监测与预警： 识别强降水： 通过分析雷达回波强度（反射率因子Z），可以直观地判断降水的强弱。高值区域（如40 dBZ以上）通常预示着强降水，需密切关注。 检测风暴结构： 速度图（径向速度）： 识别中尺度涡旋（如超级单体中的中气旋）、风暴的入流和出流、以及强风切变区域。 谱宽图： 辅助判断风暴内部的湍流强度和风切变分布。 识别冰雹和强风： 极化雷达通过ZDR、ρhv等产品，能够更有效地识别和判断冰雹的存在及其区域；速度图中的“微下冲”（DFS）特征与强风暴的关联性也值得关注。 风暴追踪： 基于连续的雷达扫描数据，可以追踪风暴的移动路径和发展趋势，为预警发布提供时间窗口。 闪电预报： 虽然雷达本身不直接探测闪电，但通过分析闪电前兆（如强对流核心的发展），可以辅助预报闪电发生概率。 2. 降水监测与预报： 定量降水估测（QPE）： 利用雷达回波强度（Z）或极化参数（如Z-R关系、ZDR-R关系、ΦDP等），估算当前和过去一段时间的累积降水量。这是洪水预报、农田灌溉、水库调度等的重要依据。 降水类型识别： 极化雷达能够区分雨、雪、霰、冰雹等，对于冬季天气预报和道路交通安全至关重要。 亮带检测与分析： 亮带是融化层回波增强的现象，对降水估测存在影响。通过分析亮带的高度和强度，可以修正降水估测结果，并辅助判断融化层的高度。 3. 灾害性天气监测： 龙卷风探测： 雷达在探测龙卷风方面发挥着至关重要的作用。通过识别速度图中的“钩状回波”（hook echo）和“双多普勒径向速度探测到的涡旋结构”（TVS）等特征，可以在龙卷风形成或即将形成时发出预警。 飑线探测： 飑线通常表现为线状或弧形的回波带，速度图上会呈现出明显的切变和涡旋结构。 大范围降水监测： 对于梅雨、台风等大范围强降水过程，雷达可以提供连续、全面的覆盖，帮助预报员分析降水云系的结构、发展和移动。 4. 业务流程与操作： 扫描模式选择： 根据不同的业务需求（如短时预报、临近预报、灾害预警），选择合适的雷达扫描模式，以达到最佳的探测效果和效率。例如，低仰角扫描适合探测近地面的风场和降水，高仰角扫描则能探测更高层的大气。 产品选择与分析： 熟练掌握各种雷达产品（如PPI、CAPPI、RHI、逐时累积降水、短时预报等）的含义和判读方法，并结合其他气象资料进行综合分析。 雷达数据质量监控： 定期检查雷达系统的运行状态，关注雷达的自检信息，发现并及时处理可能影响数据质量的因素。 雷达维护与故障排除： 了解雷达的基本维护规程，掌握常见故障的判断和处理方法，确保雷达系统的连续稳定运行。 五、 CINRAD/SA雷达系统维护与管理：保障运行，持续发展 雷达系统的稳定运行是提供高质量气象服务的基石。科学的维护和管理至关重要。 1. 日常检查与维护： 设备巡视： 定期对雷达塔、天线罩、机房等进行现场巡视，检查设备外观、连接情况，是否存在漏水、松动、异响等异常。 系统自检： 运行雷达系统自带的自检程序，查看各项技术指标是否在正常范围内。 数据质量监视： 持续关注雷达产品质量，及时发现并报告异常数据现象，如大范围的虚假回波、速度模糊等。 环境监测： 确保雷达机房的温度、湿度、通风等环境条件符合要求，对可能影响设备寿命的环境因素进行预防。 2. 故障诊断与维修： 故障预警： 关注雷达系统的告警信息，对可能发生的故障进行预判。 故障定位： 掌握常用的故障诊断工具和方法，能够快速定位故障的根源（硬件、软件、接口等）。 应急维修： 熟悉常用备件的更换流程，能够在第一时间进行临时性维修，恢复部分或全部雷达功能。 记录与汇报： 详细记录每一次故障发生的时间、现象、处理过程及结果，并及时向相关部门汇报。 3. 软件升级与数据管理： 版本更新： 遵循上级部门的指导，对雷达系统的操作软件、数据处理软件等进行定期或不定期的升级，以获得新的功能和性能优化。 数据备份与归档： 建立完善的数据备份和归档机制，确保历史雷达数据的安全性和可追溯性。 系统日志管理： 定期审查和管理系统运行日志，为故障诊断和性能优化提供依据。 4. 安全生产： 高压电气安全： 雷达系统涉及高压设备，操作和维护人员必须严格遵守电气安全规程，确保人身安全。 高空作业安全： 天线和塔体的检修需要进行高空作业，必须严格执行高空作业安全规定，配备必要的安全防护设备。 防火防盗： 加强雷达站区的防火、防盗措施，确保设备和数据安全。 六、 展望未来：技术发展，服务升级 CINRAD/SA雷达技术仍在不断发展中，新的技术和应用将进一步提升气象探测的能力和气象服务的水平。例如： 相控阵雷达（Phased Array Radar）： 能够实现电子扫描，大大提高探测效率和灵活性，有望在未来得到更广泛的应用。 更高频段的雷达： 如X波段雷达，分辨率更高，能够探测更精细的天气现象，尤其适合城市环境下的应用。 人工智能与大数据技术： 将与雷达数据处理深度融合，进一步提升天气预报预警的准确性和时效性，实现更智能化的气象服务。 七、 结语：精诚所至，金石为开 CINRAD/SA雷达业务技术指导手册，承载着气象科技工作者对精准探测、高效服务的追求。通过深入学习和熟练运用本手册的内容，每一位操作和维护人员都将成为气象监测网络中的重要一环，为保障人民生命财产安全、促进社会经济发展贡献力量。愿这本手册能成为您工作中得力的助手，陪伴您在探索气象奥秘的道路上不断前行。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的气象雷达工程师，我深知一本高质量的业务技术指导手册对于保障雷达系统的正常运行和提升观测服务质量的重要性。而《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》恰恰是这样一本卓越的著作。我特别欣赏书中对CINRAD/SA雷达系统核心技术细节的深度剖析。它不仅罗列了各种技术参数和性能指标，更深入浅出地解释了这些参数背后所蕴含的物理原理和工程设计理念。手册对于雷达系统各个子系统的功能、工作机制以及相互之间的配合关系都进行了详尽的阐述，这对于我们进行系统的故障诊断和性能优化非常有帮助。此外，书中还对CINRAD/SA雷达在不同天气条件下的观测特点和潜在问题进行了详细的分析，并给出了切实可行的应对措施。这对于我们提高雷达数据的可靠性和预报服务的精度，起到了至关重要的作用。这本书不仅是我案头的必备参考，更是我解决工作中遇到的复杂技术难题的“定心丸”。

评分☆☆☆☆☆

从一个旁观者的角度来看，《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》给我的感觉是，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老专家，用通俗易懂的语言，耐心地向你传授他毕生的心血。书中对于CINRAD/SA雷达系统的历史沿革、技术演进以及未来发展趋势的介绍，让我对这项技术有了更宏观的认识。它让我理解到，每一次技术的进步，都凝聚了无数科研人员的心血和汗水。手册中对雷达观测原理的阐述，虽然我无法完全理解其中的深奥之处，但作者通过类比和比喻，让我能够窥见其精妙之处。我特别欣赏书中对于雷达数据在气象预报中的应用案例的介绍，那些具体的例子，让我看到了这项技术是如何在保障人民生命财产安全中发挥重要作用的。这本书的价值，绝不仅仅在于技术指导，更在于它所传递的一种严谨求实的科学精神和勇于创新的探索精神，这种精神值得我们每一个人去学习和传承。

评分☆☆☆☆☆

这本《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》的问世，无疑是为我们这些长期在一线从事气象雷达观测与服务工作的技术人员带来了一缕清风。翻开这本厚重的指导手册，首先映入眼帘的是其严谨的编排和清晰的逻辑，让人在茫茫的雷达技术海洋中找到了指引方向的灯塔。手册的语言风格既有学术的严谨，又不乏实践操作的指导性，对于我们这些需要将理论知识转化为实际工作技能的技术人员来说，简直是福音。其中关于雷达信号处理的原理阐述，虽然涉及复杂的数学模型和物理概念，但作者却能将其化繁为简，通过生动的图示和贴切的比喻，让我们这些非理论出身的技术人员也能领悟其中的精髓。更值得称赞的是，手册在介绍雷达工作流程的同时，也充分考虑了实际工作中可能遇到的各种突发状况和疑难杂症，并提供了相应的解决方案和应对策略，这对于提高雷达系统的稳定性和观测数据的准确性，具有极其重要的指导意义。这本书的出版，不仅是对我们工作技能的提升，更是对我们专业精神的一种肯定和激励。

评分☆☆☆☆☆

对于像我这样，对CINRAD/SA雷达系统只是略知一二的初学者来说，《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》简直是一本“百科全书”。我之前一直觉得雷达技术离我太遥远，充斥着各种专业术语和晦涩的概念，让人望而却步。但这本书的出现，彻底颠覆了我的认知。它用一种循序渐进的方式，从雷达的基本原理讲起，逐步深入到系统的各个组成部分，以及它们是如何协同工作的。最让我印象深刻的是，手册中大量的图解和流程图，它们如同生动的教学视频，将抽象的技术概念变得直观易懂。我尤其喜欢其中关于雷达回波分类和识别的部分，那些生动形象的图例，让我能够快速地将实际观测到的雷达图像与手册中的描述对应起来，极大地提升了我对雷达产品的理解能力。此外，手册还涉及到了雷达数据质量控制和维护保养的内容，这些都是我们日常工作中必不可少的基础知识，能够帮助我们更有效地保障雷达系统的正常运行。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《CINRAD/SA雷达业务技术指导手册》在实际应用层面做得非常出色。我是一名基层气象台站的技术人员，日常工作就是操作和维护CINRAD/SA雷达。在此之前，我们更多是依赖经验和一些零散的资料来解决问题。但这本手册的出现，为我们提供了一个系统、全面、权威的指导。书中的操作流程非常详细，并且图文并茂，即使是初次接触雷达操作的人员，也能很快上手。特别是关于雷达参数配置和日常维护的章节，写得非常具体，涵盖了从开机前的检查到关机后的清洁等每一个细节。手册中还列举了许多实际工作中可能出现的典型故障，并给出了详细的排查步骤和维修方法，这极大地提高了我们的故障排除效率，减少了因设备故障对业务造成的影响。这本书的内容非常贴近我们的实际工作需求，是每一位CINRAD/SA雷达操作人员都应该人手一本的宝贵资料。