第四章雷达数据质量控制

第四章雷达数据质量管理、雷达数据质量管理、基于雷达的数据质量主要受图片杂波、距离折叠和速度模糊三个因素的影响，因此多普勒雷达数据质量管理使用图片杂波抑制、距离消除折叠和速度模糊。首先，在地面杂波抑制、RDA执行的处理中，图片杂波抑制在数字化数据形成后立即执行，其次是点杂波抑制。接下来要做的是脱距离折叠算法。然后，基于反射系数、速度和频谱宽度的数据通过宽带通信线路发送到RPG。一、地面杂波抑制1、固定地形杂波污染主要影响最低海拔产品；一般地形杂波是由于雷达光束的正常传播，高塔和山脉离雷达更近的地方发生的。图片离合器几乎没有变化，大部分时间都会出现。影响固定地形杂波污染特征，主要是最低海拔产品；发生在离雷达更近的地方。对于特定仰角，典型的固定图片杂波污染从一个实体到下一个单独扫描几乎没有变化。反射率系数产品具有固定图片离合器形式，一般图片离合器具有高反射率系数；这些高反射比系数值经常不规则地排列。此高反射率系数值经常会显示从一个距离语句到下一个距离语句有很多变化的不规则分布。固定图片离合器是地面目标静止，径向速度接近零的径向速度产品的形式。图杂波污染的特点是在平均径向速度产品中接近零速度值的大面积区域上镶嵌着非零孤立速度值。但是也有例外。速度非零的地物回声往往来自树叶摆动、海洋海浪、汽车等。大型建筑(如建筑物和水塔)也可能产生非零速度值。固定图片杂波光谱宽度产品的形式，由于静止目标，速度值相当低，光谱宽度值接近于0。有例外，因为它与平均径向速度相关。非零光谱宽度值可能是由摇动的树叶、海洋的海浪和汽车引起的。大型建筑可以生成与采样体积的建筑规模大小和建筑物周围气流速度相关的可变光谱宽度值。图杂波污染在光谱宽度产品中显示为接近零的光谱宽度字段中间嵌入的一些孤立的非零值。1，地面杂波抑制2，对于异常传播引起的地形回波，由于异常传播(hyper折射)取决于大气条件，雷达产品中显示的相应地面回波类型每天、每小时、甚至每卷扫描都在变化。异常传播引起的图回波的一般特征与以前在最低海拔产品中非常常见的一般雷达相似；异常传播回声发生在不同距离雷达的地方。超级折射通常发生在温度随着高度的增加和/或湿度的增加而减少的大气级别。异常传播在反射率产品上与以前的普通雷达具有相似的形式，异常传播在反射率数据中经常产生杂点，斑点值的变化范围广，范围广；异常传播引起的地面回波的不均匀性相当明显。通常，反射率值相当高，突然从低更改为高。反射率拔模不如气象回波的反射率拔模平滑。0.5，1.5，平均径向速度产品中异常传播的形式类似于固定图片杂波污染，折射条件下，回声来自地面目标，一般是静态的。因此，一般速度值为0，但也有例外。非零的回声来自树叶的摇动、海洋的波涛、汽车等。较大的建筑物(如建筑物或水塔)可能会生成速度值，该值取决于库尺度上建筑物的大小和建筑物周围气流的比例。平均半径速度产品中异常传播的特征是在接近0的速度字段中隔离为非零值，并进行细化。光谱宽度产品的异常传播形式与一般固定图片杂波污染相同，折射情况下地面目标回波一般是静态的。因此，速度偏差很低，光谱宽度值接近于0。与平均径向速度产品一样，也有一些例外。也出现了与异常传播相对应的非零速度频谱宽度，这通常是由树叶晃动、海波和汽车引起的。较大的建筑物相对于街道库的大小，相对于建筑物周围气流的速度，产生光谱宽度的变化。光谱宽度产品中异常传播的特点是在接近零值的区域内镶嵌孤立的非零值。图3-15在反射系数产品中，降水与异常传播(AP)引起的杂波混合在一起。未对AP区域实施杂波抑制。第一，地面杂波抑制3，地形杂波抑制，杂波信号和气象信号的比较消除杂波是气象回波陷波宽度剩余杂波，0，陷波1，陷波1和2，2，距离缩小，多普勒进退两难，最大模糊距离，下一个发射脉冲发射前，向前走，回到雷达的最远距离。最大模糊速度是雷达可以毫不含糊地测量的最大平均径向速度。对应于Vmax的脉冲对相位移位为180。180是多普勒天气雷达在不混乱的情况下测量的最大脉冲对相位移位。DopplerDilemma使用转换后的PRF，因为没有唯一使Vmax和Rmax最大化的PRF。Rmax和Vmax与PRF的关系Rmax与PRF具有负相关性。Vmax与PRF呈正相关。仅当使用其他PRF以相同方向扫描时，距离缩减算法才可用。距离折叠是指多路径回声的术语。距离折叠现象在速度和频谱宽度产品中很常见，经常使用高PRF来满足精确估计速度(高Vmax)的需要。结果是，Rmax只有115和150公里，在平均径向速度和频谱宽度产品中显示的范围为230公里。多路径回波或距离折叠现象在WSR-88D的速度和频谱宽度产品中很常见，需要“收缩消除”处理的算法。距离折叠现象有时仅出现在反射率系数产品中，具有精确距离信息的反射率系数数据通过较低的PRF获得。折叠最可能发生的地方是两个最低海拔状态，Rmax约为460公里。在反射率产品中，距离折叠数据的显示往往具有接近雷达的狭窄形状。距离默认算法距离默认算法也在RDA上运行，它在最大模糊距离以外的距离上提供精确的速度和频谱宽度数据。要生成速度较低的模糊数据，需要较高的PRF波类型，结果是较短的Rmax。因此，速度和频谱宽度产品必须经过距离折叠处理。距离衰减算法不用于反射率系数产品。在没有反向叠加的情况下的距离缩减算法，在高PRF、Rmax短的情况下，沿着雷达径向的两个或多个反向(包括第一反向和可能的多路径反向)在第一范围内处于相同的视线距离(即，产生没有回声的叠加)。在第一步中收集实际距离和可能距离较低的PRF(CS)数据后，每个目标的距离和强度已知。但是，速度数据估计的质量相当差，不使用。因此，雷达需要在CD模式(使用高PRF)下收集数据，以便准确确定速度值。第二步确定使用CD模式时，同一距离库(即具有反向嵌套)是否具有用于确定是否“折叠”回声的回显嵌套算法。如果没有，请转到第三步。如果存在回显叠加，请转到这种情况。收集高PRF(CD)数据的第三步是速度和频谱宽度数据应该是正确的。但是，因为Rmax很短，所以它会折叠到主eco。缩减阶段包括检测CS数据(电源和距离)，并将距离库和CD数据(速度和频谱宽度值)与CS数据进行比较。通过从CS数据检测距离验证CD数据中速度值的可视距离。在具有回显叠加的情况下的距离衰减算法，在这种情况下，径向回显的位置是这样排列的，从而使回显在CD模块中的相同距离库中。也就是说，两个或多个回波以相同的距离显示。速度估计是根据功率加权的，因此，如果在同一时刻有两个或两个以上相互重叠的回波，则只有在特定目标回波功率比其他目标回波功率大得多的情况下，才能将速度数据分配给产生此大回波功率的目标，这是合理的。如果导致反向叠加的两个或多个目标之一(例如，b)的反向功率大于其馀目标的反向功率，则将混合速度估计分配给具有最高回波功率的目标(b)将是合理准确的估计。第一阶段确定实际距离和可能距离，第二阶段功率比较，两个回波的dB单位功率比(如果高比率低)可以计算为：功率比超过TOVER(可调整参数超过默认值5dB)时，速度和频谱宽度数据将分配给返回最大功率的目标，而其他(部分)目标将分配给紫色。如果功率百分比不超过TOVER，则生成叠加的所有目标都将指定为紫色。三级缩减消除阶段包括检测CS数据(功率和距离)，接着是库，最后是检测CD数据(速度和频谱宽度值)。将CD数据的速度值与距离和可能的距离以及CS数据的实际距离进行比较，以确定实际距离。距离衰减算法的优点利用多普勒减少距离衰减算法，通过低PRF模式(CS)准确确定目标距离。高PRF模式(CD)可准确测量速度和频谱宽度数据。距离衰减算法的局限性由于大量回声沿径向排列的气象事件，在CD模式下回声的叠加可能异常严重，出现大量紫色颜色。飑当线经过RDA时，可能出现最多的距离模糊功能(以RF紫色显示)。距离衰减算法包括反向功率(不是标准化反射率系数dBZ)的比较，因此在主要范围内，目标的回波最有可能分配到速度数据，并且更多的紫色尺寸(RF)出现在次要范围内。在某些情况下，速度和频谱宽度数据重叠时，速度和频谱宽度数据不能以低于TOVER的功率获得。生成回波的目标距离以紫色显示。第三，速度反向模糊、速度反向模糊算法基本思想反射率系数、速度和频谱宽度基本数据从RDA传