FY-3降水测量雷达外定标试验场的大气衰减特性分析

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作者 吴琼 商建 +2 位作者 尹红刚 陈林 谷松岩 《气象》 北大核心 2025年第2期221-228,共8页

利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,... 利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,水汽衰减则具有明显的季节特征。此外,水汽衰减和水汽总量密切相关,Ku波段的水汽衰减在数值上约为水汽总量的1/250,Ka波段的水汽衰减约为Ku波段的4倍。并且,基于快速方法估算的衰减和常规方法计算的衰减相比,两者之间具有很好的一致性,表明快速方法合理可行。大气衰减的计算和分析可以为降水测量雷达外定标试验的顺利开展奠定基础。 展开更多

关键词 探空 降水测量雷达 外定标 大气衰减 大气可降水总量

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星载降水测量雷达基于辐射计数据的模拟展宽方法研究

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作者 瞿建华 鄢俊洁 +1 位作者 安宏达 覃平 《热带气象学报》 北大核心 2025年第5期626-637,共12页

FY-3降水星搭载的降水测量雷达是我国新一代的主动降水测量载荷,能提供台风、暴雨等灾害性天气系统的监测。降水测量雷达包含K_(u)和K_(a)两个波段的观测数据,幅宽较窄但精度高。同平台所搭载的微波成像仪同样具有很好的降水测量的效果... FY-3降水星搭载的降水测量雷达是我国新一代的主动降水测量载荷,能提供台风、暴雨等灾害性天气系统的监测。降水测量雷达包含K_(u)和K_(a)两个波段的观测数据,幅宽较窄但精度高。同平台所搭载的微波成像仪同样具有很好的降水测量的效果,其宽刈幅能够大大提高降水测量的地面覆盖率。本文研究提出了结合DNN模型的方法,通过构建微波成像仪亮温与降水测量雷达反射率因子之间的关系,模拟降水测量雷达的主要测量通道反射信号。同时,通过宽幅观测几何模拟技术,建立与微波成像仪同幅宽的观测几何特性,从而拓宽降水雷达的观测范围,最终获得与微波成像仪同幅宽的降水测量雷达模拟数据。以台风“杜苏芮”和“苏拉”为例的试验测试表明,该方法可将观测幅宽提升1.6倍(300 km提升至800 km),且在降雨区的观测拟合精度均超过85%。试验证明,该方法拟合精度高,能极大拓宽了PMR的视场范围,为降水的观测和反演提供了大量有效的数据。 展开更多

关键词 FY-3G 降水测量雷达 微波成像仪 DNN 观测几何

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FY-3G降水测量雷达海洋定标精度检验与评估 被引量：2

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作者 袁梅 尹红刚 +4 位作者 商建 江柏森 杨润峰 谷松岩 张鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期526-537,共12页

2023年4月发射的风云三号气象卫星G星(FY-3G)是我国首颗专用降水测量卫星,双频降水测量雷达(precipitation measurement radar,PMR)是该颗卫星上最核心的仪器。基于2023年7月数据,利用海洋定标理论模型,模拟海洋表面后向散射截面,与观... 2023年4月发射的风云三号气象卫星G星(FY-3G)是我国首颗专用降水测量卫星,双频降水测量雷达(precipitation measurement radar,PMR)是该颗卫星上最核心的仪器。基于2023年7月数据,利用海洋定标理论模型,模拟海洋表面后向散射截面,与观测海洋表面后向散射截面进行比对,实现对PMR定标精度的初步评估。通过与国外星载双频降水测量雷达(global precipitation measurement,dual-frequency precipitation radar,GPM DPR)海洋定标检验结果比对,评估FY-3G PMR定标的准确性。海洋定标精度检验结果表明:FY-3G PMR Ku波段在入射角小于15°时观测值与模型模拟值的偏差较小,此时FY-3G PMR的偏差为1.65~2.73 dB,偏差标准差为0.74~1.82 dB。FY-3G PMR Ka波段在18°入射角时偏差小于0.27 dB,偏差的标准差为3.49 dB。FY-3G PMR与GPM DPR的定标偏差存在较为固定的偏差,差异主要源自于数据本身的后向散射统计特性,各入射角下FY-3G PMR Ku与Ka波段海洋表面后向散射数据稳定性与GPM DPR相当。 展开更多

关键词 降水测量雷达 FY-3G 后向散射截面 海洋定标 精度检验

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我国Ka频段降水测量雷达机载校飞试验结果 被引量：8

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作者 商建 郭杨 +2 位作者 吴琼 杨虎 尹红刚 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期590-596,共7页

2010年6—10月在天津与江苏地区开展了国内首次Ku/Ka频段星载降水测量雷达机载校飞试验。此次校飞试验获得了宝贵的机载雷达观测数据和地面、海面同步观测数据,目前已开展了外定标、数据对比与衰减订正等工作。该文给出了天津校飞试验... 2010年6—10月在天津与江苏地区开展了国内首次Ku/Ka频段星载降水测量雷达机载校飞试验。此次校飞试验获得了宝贵的机载雷达观测数据和地面、海面同步观测数据,目前已开展了外定标、数据对比与衰减订正等工作。该文给出了天津校飞试验中Ka频段降水测量雷达实测结果,对Ka频段降水测量雷达资料与天津地区S波段地基多普勒雷达资料进行了详细的对比分析,有利于更好地了解Ka频段降水测量雷达仪器本身的性能及其探测降水的能力;利用由GPS探空资料、地基多通道微波辐射计观测亮温结合微波辐射传输模式得到的雷达路径积分衰减量,对Ka频段降水测量雷达进行了衰减订正,为继续开展降水反演工作奠定了基础。 展开更多

关键词 降水测量雷达 机载校飞试验 数据对比 衰减订正

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GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析 被引量：13

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作者 吴琼 仰美霖 窦芳丽 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第3期348-353,共6页

以双频降水测量雷达为主载荷的GPM卫星于2014年2月发射升空。由于轨道倾角以及仪器通道的设置,大大提升了对弱降水和降雪的探测能力。通过四次降雪个例,分析比较了双频降水测量雷达的三种扫描模式(Ku,KaMS和KaHs)对降雪探测能力的差异... 以双频降水测量雷达为主载荷的GPM卫星于2014年2月发射升空。由于轨道倾角以及仪器通道的设置,大大提升了对弱降水和降雪的探测能力。通过四次降雪个例,分析比较了双频降水测量雷达的三种扫描模式(Ku,KaMS和KaHs)对降雪探测能力的差异。结果表明:DPR相态产品和地面实际观测结果比较一致,固态降雪温度<-0.5℃并且降雪发生时的风暴顶高度大多<6 km。Ku波段雷达由于仪器灵敏度的大幅提高.对降雪的综合探测能力最强,而KaMs和KaHS也具有特定的作用。此外,为了保证衰减订正的精度,和非降雪部分的衰减相比,需要主要提高降雪衰减尤其是混合相态湿雪的衰减订正精度。 展开更多

关键词 GPM 双频降水测量雷达 降雪探测 粒子相态 路径衰减

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星载降水测量雷达杂波计算与分析 被引量：2

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作者 明文华 《雷达科学与技术》 2009年第3期189-193,204,共6页

为了保证最佳距离分辨率,星载降水测量雷达(SPR)的扫描方式通常设计为在垂直于飞行向的方向上扫描,以下视的方式观测大气层内的降水分布,这样降雨回波就会受到强烈的地杂波(包括主瓣杂波和副瓣杂波)干扰。文中详细论述了SPR主/副瓣杂波... 为了保证最佳距离分辨率,星载降水测量雷达(SPR)的扫描方式通常设计为在垂直于飞行向的方向上扫描,以下视的方式观测大气层内的降水分布,这样降雨回波就会受到强烈的地杂波(包括主瓣杂波和副瓣杂波)干扰。文中详细论述了SPR主/副瓣杂波的产生原理、星地几何关系以及计算步骤,最后通过仿真总结了SPR杂波的一些特性和对杂波抑制方法的建议。文中所述的主/副瓣杂波的计算方法适用于SPR的设计,对其他机载、星载下视雷达的杂波计算也有参考作用。 展开更多

关键词 星载雷达 降水测量雷达 主瓣杂波 副瓣杂波 杂波计算

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二维相扫星载降水测量雷达地杂波抑制方法

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作者 明文华 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2009年第7期23-27,共5页

星载降水测量雷达(SPR),在检测气象目标过程中,最大的困难就是强烈的地杂波和海杂波,而对SPR地杂波的抑制要以抑制其副瓣杂波为主。通过分析SPR副瓣杂波的产生过程发现:综合方向图与地面/海面后向反射系数的乘积对副瓣杂波强度影响较大... 星载降水测量雷达(SPR),在检测气象目标过程中,最大的困难就是强烈的地杂波和海杂波,而对SPR地杂波的抑制要以抑制其副瓣杂波为主。通过分析SPR副瓣杂波的产生过程发现:综合方向图与地面/海面后向反射系数的乘积对副瓣杂波强度影响较大。因此,文中提出一种针对二维相扫SPR的波束倾斜法来抑制其地杂波。仿真结果表明:该方法能有效抑制SPR地杂波,并能提高可检测单元的个数。 展开更多

关键词 星载 降水测量雷达 杂波抑制

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双频段双极化星载降水测量雷达天线设计 被引量：2

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作者 方刚 张玉梅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1977-1983,共7页

为了解决双频段双极化星载降水测量雷达的波束宽度匹配和波束指向匹配问题,该文提出双频双极化共孔径馈源照射抛物柱反射面天线的方案。共孔径馈源Ku频段采用微带天线,Ka频段采用波导缝隙天线,两者层叠交错排列在一起。实测结果表明,波... 为了解决双频段双极化星载降水测量雷达的波束宽度匹配和波束指向匹配问题,该文提出双频双极化共孔径馈源照射抛物柱反射面天线的方案。共孔径馈源Ku频段采用微带天线,Ka频段采用波导缝隙天线,两者层叠交错排列在一起。实测结果表明,波束宽度匹配指标和波束指向匹配指标与美国国家航空航天局正在研发的第2代星载降水测量雷达的指标相当。相对于第2代星载降水测量雷达天线采用的分置式馈源,该文给出的共孔径馈源具有占用空间小的优点,适用于星载平台。 展开更多

关键词 共孔径天线 星载降水测量雷达 双频段 双极化 抛物柱反射面

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多普勒天气雷达在低纬高原地区建立高分辨率降水资料场中的应用 被引量：2

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作者 李德俊 尤卫红 +1 位作者 李跃清 柳草 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期379-384,共6页

利用昆明多普勒天气雷达资料、自动雨量站的降水资料以及TRMM/PR资料,对多普勒天气雷达在低纬高原地区建立高分辨率降水资料场中的应用进行了研究。结果表明:(1)在低纬高原地区的降水云层的零度亮带的高度值变化较大,其最高值与最低值... 利用昆明多普勒天气雷达资料、自动雨量站的降水资料以及TRMM/PR资料,对多普勒天气雷达在低纬高原地区建立高分辨率降水资料场中的应用进行了研究。结果表明:(1)在低纬高原地区的降水云层的零度亮带的高度值变化较大,其最高值与最低值的差达到3787.8m,这在建立高分辨率降水资料场时是需要考虑的,选择雷达体扫复合仰角的PPI反射因子来进行雷达降水估测是比较合适的;(2)在强降水和大面积中等强度降水的情况下,还需要考虑降水衰减的影响。通过试验发现:对于低纬高原地区雷达测量降水,使用迭代法对雷达衰减订正的效果比较好,其订正后的雷达反射因子明显高于雷达直接探测的反射因子,最大的订正差值超过了9dBz;(3)在雷达-自动雨量站联合校准中采用卡尔曼滤波方法对雷达测量降水的误差修正有明显的改进作用。 展开更多

关键词 低纬高原地区 雷达测量降水 迭代法 卡尔曼滤波

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全球地表雷达后向散射系数的特性分析及其对星载降水测量雷达系统设计的影响 被引量：1

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作者 杨润峰 于勇 +1 位作者 李凉海 杨智勇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期2721-2727,共7页

全球地表雷达后向散射系数(NRCS)的统计特性分析是开展星载降水测量雷达(SPR)系统论证的基础,但大范围、长时间地表NRCS的测量难度大、费用高,目前,我国Ku频段小入射角大范围地表NRCS的测量、统计特性研究几乎还处于空白状态。该文提出... 全球地表雷达后向散射系数(NRCS)的统计特性分析是开展星载降水测量雷达(SPR)系统论证的基础,但大范围、长时间地表NRCS的测量难度大、费用高,目前,我国Ku频段小入射角大范围地表NRCS的测量、统计特性研究几乎还处于空白状态。该文提出利用热带降水测量计划(TRMM)卫星2011年度观测数据对全球地表NRCS进行了统计特性分析,得到了NRCS的均值、均方差等统计量与入射角的关系。在此基础上,分析了其对星载降水测量雷达的系统动态范围、天线旁瓣、脉冲压缩旁瓣、雷达定标等方面系统设计的影响,为我国星载降水测量雷达的系统指标论证和定标方法的优化选择提供了依据。 展开更多

关键词 星载降水测量雷达 热带降水测量计划(TRMM) 雷达后向散射系数(NRCS)

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TRMM/PR与香港雷达资料对比分析 被引量：20

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作者 何会中 程明虎 +1 位作者 周康军 李曾中 《气象》 CSCD 北大核心 2002年第10期32-36,共5页

1999年 8月 2 3日 ,“Sam”台风在香港及其邻近地区造成暴雨。将热带降水测量卫星 (TRMM)上降水雷达 (PR)测到的降水率及雷达反射因子与香港雷达测量的相应值进行了对比分析 ,总的来说 ,它们之间有很好的一致性。在对比分析过程中 ,采... 1999年 8月 2 3日 ,“Sam”台风在香港及其邻近地区造成暴雨。将热带降水测量卫星 (TRMM)上降水雷达 (PR)测到的降水率及雷达反射因子与香港雷达测量的相应值进行了对比分析 ,总的来说 ,它们之间有很好的一致性。在对比分析过程中 ,采取了两种方法 :平均法和最佳匹配法。用最佳匹配法所得到的相关系数明显大于平均法。另外 ,当所测雨区与香港雷达距离小于 1 0 0km时相关系数较大。PR测量的雷达反射因子大于香港雷达的测量值 ,两者的差值随距离的增加而增大。在PR测量的雷达反射因子小于 2 0dB时 ,香港雷达测量值较大 ,反之PR测量值较大 。 展开更多

关键词 香港 热带降水测量卫星/降水雷达 雷达资料 对比分析 潜热 大气环流

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GPM双频测雨雷达与C波段雷达资料对比研究 被引量：2

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作者 阳紫蕾 寇蕾蕾 蒋银丰 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第8期19-24,29,共7页

对全球降水测量卫星(GPM)双频测雨雷达(DPR)和C波段双线偏振多普勒天气雷达反射率因子数据进行分类型降水对比研究,以更好地了解二者的差异性和相似性。采用几何匹配法将二者的观测数据进行时空匹配,选取典型个例进行层状云和对流性分... 对全球降水测量卫星(GPM)双频测雨雷达(DPR)和C波段双线偏振多普勒天气雷达反射率因子数据进行分类型降水对比研究,以更好地了解二者的差异性和相似性。采用几何匹配法将二者的观测数据进行时空匹配,选取典型个例进行层状云和对流性分类型降水对比研究,并对2016年15对匹配数据进行统计对比分析。通过研究发现,C波段双偏振多普勒雷达与GPM星载双频雷达的相关性很好,总体相关系数达0.81,降水回波基本一致,探测差异较小,其中层状云降水相对对流性降水,两部雷达相关性更好。 展开更多

关键词 全球降水测量卫星双频测雨雷达 C波段双偏振雷达 时空匹配 几何匹配法 对比研究

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我国天气雷达网和风云三号降水卫星的发展与数据融合应用初探

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作者 张鹏 陈玉宝 +5 位作者 商建 吴蕾 陈林 步志超 李璐 李俊 《气象》 2025年第11期1367-1382,共16页

我国已经建成了全球规模最大的地基多波段天气雷达网,同时成功发射了国内首颗、全球第三颗主动降水测量卫星,总体技术水平世界先进。天气雷达和降水卫星是天地一体化降水观测网的重要组成部分,是精准捕捉降水动态、全面解析降水特征的... 我国已经建成了全球规模最大的地基多波段天气雷达网,同时成功发射了国内首颗、全球第三颗主动降水测量卫星,总体技术水平世界先进。天气雷达和降水卫星是天地一体化降水观测网的重要组成部分,是精准捕捉降水动态、全面解析降水特征的关键技术支撑。地基天气雷达具有高时空分辨率,但其覆盖范围受地理位置限制,难以实现全球范围连续观测。星载降水雷达可提供全球中低纬度地区的三维降水结构信息,尤其适用于海洋、高原等地面设备难以覆盖的区域。天地一体化融合应用实现了大范围降水态势的连续预警和局部降水特征的精细化探测的有机结合,为气象预报、灾害预警、水资源管理等领域提供了更为精准、全面的数据支持与决策依据。文章详细介绍了我国地基多波段天气雷达网和风云三号降水卫星的技术特点、运行质量和数据产品,并从星地降水雷达交叉检验、数据融合、基于静止卫星的地基雷达信号模拟、主被动微波与高频次红外遥感资料融合等方面,提出了我国天地降水雷达协同观测和雷达反射率因子等基础数据融合应用的初步思考和展望。 展开更多

关键词 多波段天气雷达 星载降水测量雷达 天地一体化 交叉检验 数据融合应用

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双频段双极化共孔径阵列馈源反射面天线设计 被引量：1

14

作者 张玉梅 张立新 李磊 《雷达科学与技术》 2014年第6期666-670,共5页

介绍了一种新型Ku/Ka双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射面天线的设计。在双频段双极化共孔径阵列馈源设计中,Ka波段采用裂缝波导阵,并且位于共孔径馈源阵列的下层,双极化Ku波段采用微带贴片天线、位于共孔径阵列馈源的上层。文... 介绍了一种新型Ku/Ka双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射面天线的设计。在双频段双极化共孔径阵列馈源设计中,Ka波段采用裂缝波导阵,并且位于共孔径馈源阵列的下层,双极化Ku波段采用微带贴片天线、位于共孔径阵列馈源的上层。文中给出了该双频段双极化共孔径阵列馈源的设计及测试结果,并将该测试结果代入偏馈抛物柱反射面天线中在FEKO软件平台上进行了半实物仿真,仿真结果表明,该双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射天线实现了如下设计目标:Ku波段双极化水平面扫描范围为±17°,两个主面副瓣电平优于-30dB,Ka波段水平面扫描范围为±10°,两个主面的副瓣电平优于-30dB,双频段双极化两个主面的波瓣宽度和波束指向完全匹配。 展开更多

关键词 双频段 双极化 共孔径 抛物柱反射面天线 副瓣电平 降水测量雷达 波束宽度匹配 波束指向匹配

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基于改进的粒子群算法实现阶梯幅度量化相控阵天线的低副瓣 被引量：3

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作者 徐锋明 孟令琴 谢亚楠 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期361-366,共6页

从统计意义上逼近传统的连续加权分布,利用无约束优化方法求出一组最优量化台阶.在此基础上,提出处理加权宽度的改进约束整数粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,实现阶梯幅度量化加权.设计了处理量化幅度权值的Powell-PS... 从统计意义上逼近传统的连续加权分布,利用无约束优化方法求出一组最优量化台阶.在此基础上,提出处理加权宽度的改进约束整数粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,实现阶梯幅度量化加权.设计了处理量化幅度权值的Powell-PSO混合算法,进一步降低峰值副瓣电平.首次设计星载降水测量雷达(precipitation radar,PR)相控阵天线的低副瓣,改进的PSO算法在寻优能力、算法鲁棒性方面都得到了增强. 展开更多

关键词 低副瓣 阶梯量化幅度 粒子群优化算法 星载降水测量雷达 相控阵天线

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