[發明專利]一種三維風場的氣象探測方法及系統

在審

• 申請號: 201710833759.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107741587A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 孔龍時;魏艷強;王志銳;馮凱
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01W1/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

1.一種三維風場的氣象探測方法，其特征在于,該氣象探測方法包括：

S1，安置在等邊三角形的探測區域的三個頂點處的每部相控陣天氣雷達根據接收的模式探測指令同時對所述等邊三角形的探測區域進行掃描；

S2，每部所述相控陣天氣雷達將掃描獲取的強度數據和速度數據發送給控制處理中心；

S3，所述控制處理中心將三部相控陣天氣雷達的所述強度數據進行融合，得到反射率因子，同時將所述速度數據進行矢量合成，得到速度矢量場；

S4，根據所述反射率因子和所述速度矢量場，確定三維風場；

S5，根據速度風場的突變屬性，在所述三維風場中探測出發生微下擊暴流的位置。

2.根據權利要求1所述的氣象探測方法，其特征在于，所述模式探測指令包括：強回波三維探測模式和三維探測模式。

3.根據權利要求2所述的氣象探測方法，其特征在于，步驟S1中包括：當接收的是強回波三維探測模式指令時，每部所述相控陣天氣雷達在垂直方向上同時采用14個接收波束掃描方式和在水平方向上采用機械掃描方式對所述等邊三角形的探測區域進行掃描；其中，每部所述天氣雷達在所述垂直方向上每次覆蓋22.4度仰角，分4次完成89.6度仰角掃描，每部所述天氣雷達在所述水平方向上以天線旋轉速度40度/秒，完成60度方位掃描。

4.根據權利要求2所述的氣象探測方法，其特征在于，步驟S1中包括：當接收的是三維探測模式時，每部所述相控陣天氣雷達在垂直方向上同時采用5個接收波束掃描方式和在水平方向上采用機械掃描方式對所述等邊三角形的探測區域進行掃描；其中，每部所述天氣雷達在所述垂直方向上是每次覆蓋8度仰角，分11次完成88度仰角掃描，每部所述天氣雷達在所述水平方向上以天線旋轉速度10度/秒，完成60度方位掃描。

5.根據權利要求1-4任一所述的氣象探測方法，其特征在于，所述S3中所述控制處理中心將所述強度數據進行融合，得到反射率因子具體為：所述控制處理中心取三部天氣雷達的所述強度數據的平均值，將所述平均值作為所述反射率因子。

6.一種三維風場的氣象探測系統，其特征在于，該氣象探測系統包括：三部相控陣天氣雷達、控制處理中心；其中所述三部相控陣天氣雷達分別安置在一個等邊三角形的探測區域的三角形頂點處；

所述相控陣天氣雷達，采用相控陣、數字多波束體制，用于根據接收的模式探測指令，同時對所述等邊三角形的探測區域進行快速掃描；且將掃描獲取的強度數據和速度數據發送給所述控制處理中心；

所述控制處理中心，用于給所述天氣雷達發送所述模式探測指令；且還用于將三部天氣雷達的所述強度數據進行融合，得到反射率因子，同時將所述速度數據進行矢量合成，得到速度矢量場；還用于根據所述反射率因子和所述速度矢量場，確定三維風場；還用于根據速度風場的突變屬性，在所述三維風場中探測出發生微下擊暴流的位置。

7.根據權利要求6所述的氣象探測系統，其特征在于，所述模式探測指令包括：強回波三維探測模式和三維探測模式。

8.根據權利要求7所述的氣象探測系統，其特征在于，當接收的是強回波三維探測模式指令時，所述相控陣天氣雷達，具體用于在垂直方向上同時采用14個接收波束掃描方式和水平方向上采用機械掃描方式對所述等邊三角形的探測區域進行掃描；其中，每部所述相控陣天氣雷達在所述垂直方向上是每次覆蓋22.4度仰角，分4次完成89.6度仰角掃描，每部所述天氣雷達在所述水平方向上以天線旋轉速度40度/秒，完成60度方位掃描。

9.根據權利要求7所述的氣象探測系統，其特征在于，當接收的是三維探測模式時，所述相控陣天氣雷達，具體用于在垂直方向上同時采用5個接收波束掃描方式和在水平方向上采用機械掃描方式對所述等邊三角形的探測區域進行掃描；其中，每部所述相控陣天氣雷達在所述垂直方向上是每次覆蓋8度仰角，分11次完成88度仰角掃描，每部所述天氣雷達在所述水平方向上以天線旋轉速度10度/秒，完成60度方位掃描。

10.根據權利要求7-9任一所述的氣象探測系統，其特征在于，所述控制處理中心，具體用于取三部相控陣天氣雷達的所述強度數據的平均值，將所述平均值作為所述反射率因子。