使用金属球定标X波段固态天气雷达  

Calibration for X-band Solid-state Weather Radar with Metal Sphere

作　　者：李兆明[1,2] 陈洪滨 毕永恒[1] 段树[1] 陆建兵[3] 李冬洋[3] 吴海军 雷恒池 Li Zhaoming1,2, Chen Hongbin1 , Bi Yongheng1 , Duan Shu1 , Lu Jianbing3 Li Dongyang3 ,Wu Haijun3 ,Lei Hengchi4(1.LAGEO, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China 2.Foshan Tornado Research Center ,Foshan Meteorological Bureau ,Foshan 528000,China ; 3.Nanjing NRIET Co.Ltd ,China Electronics Technology Group Corporation ,Nanjing 211106,China ; 4.LACS , Institute of Atmospheric Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100029 ,China)

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室,北京100029 [2]佛山市气象局佛山市龙卷风研究中心,广东佛山528000 [3]中国电子科技集团公司南京恩瑞特实业有限公司,江苏南京211106 [4]中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室,北京100029

出　　处：《遥感技术与应用》2018年第2期259-266,共8页Remote Sensing Technology and Application

基　　金：公益性行业(气象)科研专项经费项目"多部雷达组网适应性观测技术研究与数据质量控制"(GYHY201106046);973计划项目"雷电重大灾害天气系统的动力-微物理-电过程和成灾机理"(2014CB441401);广东省气象局科学技术研究项目(GRMC2017M31);广州大气科学联合研究中心短临监测预警技术创新团队(201705);佛山市气象局科学技术研究项目(201701)

摘　　要：天气雷达的定标直接影响着探测参量的准确度,因此对于雷达数据的应用是至关重要的。利用金属球对X波段固态天气雷达的反射率因子、差分反射率和径向速度同时进行标定。根据待测固态天气雷达的特点,制定了详细的定标实施方案,定标过程中选取远近两个测试点,采用3种不同类型的标准球。试验结果表明:反射率因子理论值和测试值平均相差3dB,标准球的材质对反射率因子的定标影响较小,标准球的直径对定标的有较大的影响;随着采样点数的减少不同类型的标准球对应的反射率因子存在下降的趋势,反射率因子的观测值在采样点数为256、128时分别比采样点数为512时平均降低0.12dB和0.4dB;金属球对应的差分反射率平均值为1.7dB,与理论值存在较大偏差,需要进一步分析原因;雷达观测的径向速度与通过GPS信息的计算值相差小于0.1m/s;金属球对应的反射率因子随方位角、仰角的变化可以反映雷达天线方向性图。试验为双偏振天气雷达定标提供参考。Calibration of weather radar has a direct impact on the accuracy of detection variables and therefore is critical for most applications of radar data.In this paper,we will focus on simultaneous calibration of reflectivity（Z）,differential reflectivity（ZDR）and radial velocity（V）for X-band solid-state weather radar.To conducting calibration experiments,detailed calibration implementation plan is formulated,two test points are selected and three kinds of spheres are used.Experiments results show that the theoretically calculated Zthand measured Zm have a mean bias of 3 dB and the bias is more affected by the radius than the material of the spheres.The reflectivity has a downward trend and decreases successively from 0.4 to 0.12 dB along with the decent of sampling number.The mean ZDRis about 1.7 dB,which is large deviation in comparison with the theoretical value.The radial velocity（Ve）calculated from GPS information and observed（Vob）have a difference less than 0.1 m/s.It is also found that the radar reflectivity variation of metal sphere with azimuth and elevation angles can reflect radar antenna pattern.This calibration experiments provides reference for Dual-polarization radar.

关 键 词：X波段固态天气雷达 金属球 反射率因子标定 差分反射率标定 径向速度标定 

分 类 号：TP75[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]