新一代天氣雷達CINRADCB—RDA定標常見問題分析

樊婷麗

摘 要：結合西安市氣象局使用新一代天氣雷達CINRADCB-RDA實際，簡要探討天氣雷達定標重要性，分析新一代天氣雷達定標常見問題，提出降低雷達定標問題對策，供相關部門參考。

關鍵詞：新一代天氣雷達；定標；重要性；常見問題；對策

中圖分類號：TH765 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0226-01

隨著全球氣候變暖現象不斷加劇，氣象條件多變，生態環境脆弱，使得各種氣象災害頻繁出現，新一代天氣雷達作為監測中小尺度災害性天氣的重要工具，在人工影響天氣作業、災害性天氣預報、定量估測降水以及汛期監測過程中占據重要位置。新一代天氣雷達定標的精確度是否可以滿足技術要求，其誤差數值大小直接影響災害性天氣預報、汛期監測及定量估測降水響。由于新一代天氣雷達具有靈活機動性和不確定性，所以做好雷達定標工作具有重要意義。

1 新一代天氣雷達CINRADCB-RDA定標常見問題分析

1.1 定標檢測時間和定標文件更新

實際工作中，每個體掃過程中都要進行VCP定標及每8h的檢查；在離線工作過程中，每間隔2min要進行一次VCP定標和8h檢查；待機狀態下，只需做好每間隔2min一次VCP定標即可。每個仰角切面結束后天線和發射機平均功率會結束更新，計算峰值功率時僅需在PRF值達322Hz時進行。當模式轉換到VCP21時，在首次仰角切面結束后峰值功率也會停止更新，簡化計算。

每次定標后，會有新的RDA-CLIB.DAT定標文件生成。重啟系統過程中，如果沒有發現以RDA-CLIB.DAT命名的文件，系統會在適配數據基礎上進行假定，第一次定標檢測可能會錯誤出現，系統會不斷訂正。

1.2 RDA定標檢測報警分析

結合雷達氣象方程，簡化系統增益定標常數期望值計算方法：

CSYSCAL=K-[2G+10lg（f2θ2τPANT）]

式中K代表常系數。簡化系統增益定標常數期望值同雷達天線增益之間呈反比例關系，分別與脈沖寬度、工作頻率、天線波瓣寬度及折算到天線的發射功率的對數之間呈反比例關系。說明因RDA系統參數變化造成定標檢查中簡化系統增益定標常數的期望值發生變化。將系統增益定標常數的目標值實測的顯示值看做ΔCSYSCAL，該顯示值看作0，表示系統增益變化。若脈沖寬度較窄，系統增益定標常數期望值的目標值為適配數據/接收機第234項值，若脈沖寬度較寬，系統增益定標常數期望值的目標值則是ADAP/R234與 ADAP/R236 的規定值之和。ADAP/R238線性通道系統定標常數ΔCSYSCAL的極限是3dB，對應報警481。

1.2.1 ΔCSYSCAL極限值>3dB

ΔCSYSCAL極限值>3dB時主要表現形式是折算到天線的發射功率、連續波及射頻驅動信號的期望值同實測值之間較為匹配，如系統噪聲溫度表現正常，脈沖較窄時，通道噪聲功率的電平值≤1×10-6，這可能是通用定標路徑出現問題或接收機輸入端附近增益下降造成的，都屬于嚴重故障問題。一旦定標路徑故障將會影響系統精確度，若發現接收機保護器和低噪聲放大器之間出現問題要及時找出故障原因。當天線端功率頭、傳輸波導、匯流環接觸不良、適配數據/發射機第10項數據太小都會造成發射機輸出功率正常，折算到天線的發射功率是原數值的一半；若速調管輸出故障，會使輸出功率和折算到天線的發射功率數值偏低。

1.2.2 ΔCSYSCAL極限值<3dB

若折算到天線的發射功率及系統噪聲溫度正常，但窄脈沖時線性通道噪聲功率的數值接近4×10-6時，可能是設置的接收機后級增益數值偏大，分別對放大限幅和相位檢波器進行檢查。若ΔCSYSCAL值偏低，可能是維護方法異常或設置的適配數據不正確，如對放大限幅的增益設置較大而未調整限幅中放的增益值。

1.2.3 ΔCSYSCAL的極限值極不穩定

系統熱穩定性較差也會使ΔCSYSCAL的極限值極不穩定，如啟動冷機后很長時間系統才開始穩定，或在最后一次檢查過程中電纜線松了；如果測量過程中使用的元件松動或損壞，測量異常數據誤輸入適配數據中，也會造成ΔCSYSCAL極限值不穩定。

2 降低雷達定標問題的對策

2.1 加強天氣雷達系統的維護

汛期新一代天氣雷達不間斷運行，若雷達系統各項設備故障，會增加維修強度和時間，影響雷達運行和定標，所以要做好天氣雷達維護工作。每天開機后，對雷達參數、機房溫濕度、計算機系統、網絡等運行狀況進行檢查，發現異常要及時采取正確方法處理；定期做好周、月、季和年雷達設備維護保養，分別查看雷達電源、各分機固件運行情況，維護、標定雷達各項性能指標，做好雷達系統報警提示的維護內容，提升雷達探測數據可用性水平。

2.2 提升雷達系統工作人員綜合技能水平

新一代天氣雷達系統運行環境復雜，數據流程中會出現很多故障節點，且故障排除難度大，應加強臺站實時監控技術研究和開發力度，降低定標異常問題，提升實時監測效率。當前雷達觀測崗位職能已從傳統單純觀測轉變為現代設備維護和計算機應用等，工作人員要熟練掌握相關技術，提升雷達綜合運行質量，確保天氣雷達正常運行。

參考文獻

[1]王志武，蔡作金，周寬宏，等.CINRAD/S-RDA定標常見問題分析[J].氣象科技，2008，36（3）.

[2]巨秉中，楊殷勝，陳國鋒.新一代天氣雷達回波強度的定標檢驗[J].青海氣象，2012（2）.