[發明專利]天氣雷達及其方位跟蹤探測方法與系統、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202210018919.8
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114019515B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 楊文;王國榮
• 申請（專利權）人: 湖南宜通華盛科技有限公司
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S13/72;G01S7/41;G01W1/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 李發軍;曾利平

本發明公開的一種天氣雷達及其方位跟蹤探測方法與系統，其包括獲取天氣雷達體掃數據，根據掃描數據判斷是否存在特定天氣；當存在特定天氣時，以特定天氣區域中反射率強度最大點為中心，向順時針、逆時針旋轉的方位角進行擴散識別，當連續識別到n個無效回波方位時，確定該特定天氣區域的起始方位角和結束方位角，其中5≤n≤體掃方位角數量的四分之一；將起始方位角和結束方位角發送給天氣雷達，天氣雷達根據起始方位角和結束方位角確定扇掃角度范圍，并根據扇掃角度范圍在所述特定天氣區域內進行扇形掃描。本發明能夠識別出局部中小尺度天氣過程，并在局部中小尺度天氣區域進行扇形掃描，提高了探測時間分辨率和準確性。

技術領域

本發明屬于雷達探測技術領域，尤其涉及一種天氣雷達及其方位跟蹤探測方法與系統、設備及存儲介質。

背景技術

天氣雷達在業務應用上，探測模式非常單一。劉應軍等在《新一代天氣雷達體掃模式的探討》[D]南京信息工程大學，2006中指出，“新一代天氣雷達在對一些特殊的災害性天氣如臺風等的探測時，有時候產品會不太令用戶滿意，給臺風的預報帶來了困難，出現這種現象，主要是因為其體掃模式不理想，……，然后結合當地的天氣特點和實際工作經驗試著提出適合當地特殊天氣的體掃模式，以期對災害性天氣進行更好的探測和預報”。而中小尺度的天氣的變化過程更快，針對其探測模式的要求更高。

天氣雷達從伺服的旋轉特性來講，主要探測模式有體積掃描（即體掃模式）、扇形掃描（即扇掃模式）、凝視掃描（即凝掃模式）等，這幾種掃描方式的主要區別在于方位掃描上有所不同。體積掃描，伺服在方位上持續360°旋轉掃描；扇形掃描，伺服在指定的方位區域內進行往返掃描；凝視掃描，伺服固定在某一個方位角上定點掃描，任何一種掃描方式都需要人為設定。

業務應用中往往在模式設置之后，人為介入之前，會一直維持一種掃描模式，而固定的某種掃描模式存在掃描時間長，探測利用率不高，甚至錯失天氣過程等問題。如果采用人為識別天氣切換模式，又會存在識別天氣過程時間長、要求高，切換過程繁瑣，對人員專業素質要求高等問題。如果能夠在中小尺度的天氣觀測過程中，通過自動識別跟蹤局部天氣，實現在特定時刻特定方位區域的掃描，將會大大提高中小尺度天氣過程獲取的時間分辨率。例如X波段雙偏振相控陣天氣雷達完成一個360°的體積掃描約需要時長三十秒，進行60°扇形掃描時長僅需十幾秒；如果局地天氣集中在60°區域，實現跟蹤模式后，掃描時間分辨率將提高至少一倍。

目前還沒有天氣雷達實現跟蹤探測模式的相關研究，主要原因是跟蹤探測模式一般情況下不適應大范圍的天氣過程，適應局部中小尺度天氣過程，而對于中小尺度天氣的預警預報目前仍是業界的一個難題，各種研究仍在探索階段。

名稱解釋，特定天氣是指在雷達掃描范圍內的局部中小尺度天氣，例如部分小范圍的冰雹、短時強降水、龍卷等天氣過程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天氣雷達及其方位跟蹤探測方法與系統、設備及存儲介質，以解決現有天氣雷達在局部中小尺度天氣過程中無法實現跟蹤探測導致探測利用率不高，探測時間分辨率低，易錯失天氣過程以及探測準確性不高的問題。

本發明是通過如下的技術方案來解決上述技術問題的：一種天氣雷達方位跟蹤探測方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取天氣雷達體掃數據；

步驟2：根據掃描數據判斷是否存在特定天氣，所述掃描數據為體掃數據或扇形掃描數據；所述特定天氣是指在雷達掃描范圍內的局部中小尺度天氣；

步驟3：當所述掃描數據為體掃數據且不存在特定天氣時，轉入步驟1；當所述掃描數據為扇形掃描數據且不存在特定天氣時，天氣雷達轉為體掃模式，轉入步驟1；當存在特定天氣時，轉入步驟4；