L波段雷達探測過程中遇到的問題與處理方法

馬兵+田野+劉廣強+艾青+王靜+王堯平

摘 要：高空探測是研究大氣過程的最基礎手段。L波段二次測風雷達和數字探空儀配合完成數據的采集與傳輸。該文通過從高空探測系統使用過程中遇到的問題入手，歸納了一些問題與解決方法。希望對問題的及時解決能提供有益的參考。

關鍵詞：高空探測；L波段雷達；解決方法

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）22-0125-02

Abstract：Upper-air sounding is the most basic method to study atmospheric process. The L band two wind detecting radar cooperate digital radiosonde to complete data acquisition and transmission. In this paper，some problems and solutions are summarized from the problems encountered in the process of using the high-altitude sounding system. I hope that the timely solution to the problem can provide useful reference.

Key words：Upper-air sounding ；L band radar；Solution method

1 引言

大氣中各種物理過程和天氣變化都是在三維空間中進行的，不同層次的大氣性質和過程各不相同，地面以上各個高度的氣流情況有很大差異，因此需進行高空探測來獲取空中各層的氣象要素值。高空探測是研究大氣中各種熱力和動力過程，以及天氣分析和預報的最基礎手段。常規的高空探測又是大氣探測系統中最重要的組成部分。

2 高空探測系統的概述和特點

L波段高空探測系統是我國自主研發的新一代氣象探空系統，它由L波段二次測風雷達和一次性使用的GTS1型數字探空儀相配合，由充滿氫氣的氣球把探空儀帶到高空，可綜合探測由地面至空中30km以上高度范圍內大氣中各層次的氣溫、氣壓、相對濕度、風向和風速5個氣象要素，也可單獨探測風向和風速。L波段雷達具有精密度高、采樣速率快、抗干擾性能好、自動跟蹤強、使用方便等特點。探空儀具有結構簡單、體積小、重量輕、穩定性好、可靠性高等特點。

3 雷達使用過程中遇到的問題與解決方法

雷達在使用過程中會遇到一些情況，如干擾、亂碼、丟球等現象。那么怎樣去解決，是我們面臨的主要問題。本人對所出現的問題有一些匯總，下面按問題出現在高空探測過程中的階段分別進行闡述。

3.1 開機后天線的抖動問題及解決辦法 高空氣象探測雷達的天線，是由4個相控-電掃-微帶拋物面天線組成。雷達開機時電壓不穩易造成天線的抖動，天線電纜將會出現接觸不良，如有故障，則不能及時、有效排除。

解決辦法：平和有序開啟雷達主機電源—示波器電源—驅動機電源，可以為開驅動預熱，有效防止打開設備瞬間的電壓不穩，解決天線抖動。同時注意儀器放到放球點時的仰角過低也會使天線抖動。

3.2 探空儀放在放球點后增益過大，凹口不清晰問題及解決辦法 增益應在30～50，凹口應清晰，增益過大，會使凹口不清晰，可見需要在放球前對增益、頻率進行調整，以防因為雷達與探空儀之間沒達到最佳狀態，使升空后跟蹤不好的現象。

解決辦法：放球前設置好增益在手動位置，數值60～70，示波器顯示切換在角度跟蹤即4條亮線上，放球前一直放在4條亮線狀態。天控打到自動狀態，距離跟蹤打到自動狀態，如果斜距超出正常距放球點的距離，說明頻率調高了，要根據實際情況，降低頻率。根據自動站的放球時的瞬時風向，確定儀器出手后的大致方位（計算方法為：風向±180），根據自動站的風速，初步確定儀器出手后仰角的大致位置（經驗：4m/s，仰角大致在35°～45°），做到心中有數，左手手指一直放在控制盒上，為快速切換做準備。控制盒上的放球功能鍵為特殊情況下強制放球使用。

3.3 放球中天線“死位”問題及解決辦法 放球中雷達的仰角、方位角會出現“死位”問題。需要快速解決，以免影響雷達跟蹤。解決辦法：仰角、方位角“鎖死”不動，驅動箱E燈或A燈熄滅。重新開關驅動箱解決。放球軟件界面顯示仰角或方位角數字不動，天線轉。快速把界面上“發射機”開關關閉，天控開關置于手動擋，按順序關閉開啟雷達，來激活雷達與終端的通訊，天控開關置于自動擋，“發射機”開關打開。

3.4 放球中雷達高仰角丟球問題及解決辦法 雷達常見高仰角/過頂丟球，氣球施放短時間內，由于近地面風使氣球仰角升高快，方位變化快而產生。這時副班人員立即指揮主班人員手動抓球，但遇大風、大霧等惡劣條件，氣球快速入云或不可見，使副班人員指揮主班人員手動抓球受阻礙，需要主班人員盲抓。或氣球施放一段時間后由于干擾等原因丟球，需要主班人員盲抓。

解決辦法：丟球后，大致確定的仰角位置，初確定仰角。示波器顯示切換在角度跟蹤，天控開關切換為手動，點開高壓自動，增益為手動，搖動方位（天線搖一圈大約20s的時間），4條亮線會突然打起來飽和，上竄2次（1個旁瓣、1個主瓣），然后點天控自動，點增益自動，示波器顯示切換在距離跟蹤即轉到凹口狀態，找下面粗橫線上小亮點位置（下面粗橫線為16km范圍），點一下距離快速按鈕是600m，確定方位角。如有飛點，刪除點子，飛點多，先整屏刪除。根據高差，搖動仰角，高差負值，仰角降低8°～10°，高差正值，升高仰角8°～10°（角度要根據實際情況操作），確定仰角。搖動方位左右8°～10°，再次確定方位角。點天控自動、點增益自動。之后在恢復點進行處理。

4 結語

高空探測不僅需要L波段雷達和數字探空儀配合完成，更需要主班和副班人員密切配合及應對突發狀況的處變不驚，快速有序的解決問題。在實際操作過程中經驗的積累十分重要，把問題解決在初級階段，以防出現大的問題，保證數據正常的采集傳輸，進一步提高工作質量，通過不斷的學習和研究，提高業務能力，促進高空探測的更好的展開和發展，從而提高預報準確度，更好的為人民服務。

參考文獻

[1]樊振德，劉鳳琴，徐磊，等.L波段（1型）高空氣象探測系統業務操作手冊[M].北京：氣象出版社，2005.

[2]張靄琛.現代氣象觀測[M].北京：北京大學出版社，2000.

（責編：施婷婷）endprint