[發明專利]一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法

在審

• 申請號: 201310704104.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104730499A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 涂如欣;劉選民;梁相文;于天超;崔冰凌;劉剛利;楊濤
• 申請（專利權）人: 中國飛行試驗研究院
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明涉及雷達領域，尤其涉及一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法。

背景技術

機載氣象雷達是用于探測云雨狀態和其他空中氣象要素的機載雷達，能測量和顯示載機前方的雷雨、風暴或湍流區等區域。

氣象目標隨時間發展不斷變化，且非人力可控，因此以往機載氣象雷達試飛缺少驗證基準（包括：氣象目標位置分布、目標中各點雷達回波強度、速度等），僅能對空中氣象目標探測進行定性檢查。

發明內容

本發明要解決的技術問題：提供一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法，能夠對機載氣象雷達進行試飛驗證或校準。

本發明的技術方案：一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法，包括：

試飛中記錄機載氣象雷達針對空中氣象目標的雷達畫面；

提取地面天氣雷達探測的氣象目標的位置及該氣象目標的雷達回波強度，將所述氣象目標位置及該氣象目標的雷達回波強度轉換到機載氣象雷達坐標系生成基準圖；

用所述基準圖對試飛中記錄的機載氣象雷達畫面進行比對。

本發明的有益效果：本發明利用現有氣象部門或試驗基地架設的地面天氣雷達探測結果，該類地面天氣雷達探測精度為0.1dBz～0.5dBz，目前機載氣象雷達探測精度為2.5dBz～5dBz，滿足基準精度優于被試系統精度3倍以上的要求。采用地面天氣雷達探測結果為基準，可以對機載氣象雷達探測目標位置、強度、形狀的準確性進行定量評估，解決了以往不能定量評估機載氣象雷達探測性能的問題，填補了我國機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法的空白。

附圖說明

圖1為本發明一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法的流程示意圖。

圖2為圖1中步驟102的具體流程示意圖。

具體實施方式

本發明一種機載氣象雷達探測性能試飛驗證方法，如圖1所示，具體包括：

S101、試飛中記錄機載氣象雷達針對空中氣象目標的雷達畫面。

記錄的氣象目標的雷達畫面包括氣象目標位置以及氣象目標的雷達回波強度。所述雷達回波強度在氣象學上使用基本反射率表示，與氣象目標單位體積內降水粒子直徑6次方成正比，它的值大小反映了氣象目標內部降水粒子的尺度和密度分布，單位為dBz。

S102、提取地面天氣雷達探測的氣象目標的位置及該氣象目標的雷達回波強度，將所述氣象目標的位置及該氣象目標的雷達回波強度轉換到機載氣象雷達坐標系生成基準圖。

地面天氣雷達與機載氣象雷達使用坐標系不同，導致同一氣象目標在地面天氣雷達的坐標值與機載氣象雷達的坐標值不同，需要將地面天氣雷達探測的氣象目標的位置及其雷達回波強度轉換到機載氣象雷達坐標系生成包括氣象目標位置及其雷達回波強度的基準圖。

S103、用所述基準圖與試飛中記錄的機載氣象雷達畫面進行比對。

由于地面天氣雷達的探測精度優于機載氣象雷達，所以可以用所述基準圖驗證或校準機載氣象雷達探測氣象目標的位置、強度和形狀。

其中，步驟102如圖2所示，具體包括：

S1021、地面天氣雷達探測氣象目標，得到所述氣象目標在地心直角坐標系中的位置和雷達回波強度。

地心直角坐標系定義為：原點O_G與地球質心重合,Z_G軸指向地球北極，X_G軸指向本初子午面（O°經線圈）與地球赤道面的交點，Y_G軸垂直于X_GO_GZ_G平面構成的右手坐標系。

S1022、將氣象目標的位置從地心直角坐標系轉換到載機慣性坐標系，得到載機慣性坐標系下氣象目標的位置和雷達回波強度。

慣性坐標系定義為：以某一點為原點的地理坐標系，其X軸和Y軸分別指向正北和正西，（X，Y，Z）符合右手坐標系規則，此種坐標系亦稱為北西天坐標系。

S1023、將載機慣性坐標系下氣象目標的位置和雷達回波強度，轉換到機載氣象雷達坐標系。

機載氣象雷達坐標系定義為：以雷達天線中心為坐標原點O，以載機航跡角為方位角0°、順時針為正，由方位角A和距離R構成的二維極坐標系。

在坐標系轉換過程中，氣象目標的雷達回波強度不變。