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我国Ka频段降水测量雷达机载校飞试验结果

商建 郭杨 吴琼 杨虎 尹红刚

商建, 郭杨, 吴琼, 等. 我国Ka频段降水测量雷达机载校飞试验结果. 应用气象学报, 2011, 22(5): 590-596..
引用本文: 商建, 郭杨, 吴琼, 等. 我国Ka频段降水测量雷达机载校飞试验结果. 应用气象学报, 2011, 22(5): 590-596.
Shang Jian, Guo Yang, Wu Qiong, et al. Airborne field campaign results of Ka-band precipitation measuring radar in China. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(5): 590-596.
Citation: Shang Jian, Guo Yang, Wu Qiong, et al. Airborne field campaign results of Ka-band precipitation measuring radar in China. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(5): 590-596.

我国Ka频段降水测量雷达机载校飞试验结果

资助项目: 

航天长征火箭技术有限公司项目“星载降水测量雷达指标仿真研究” 500036

公益性行业 (气象) 科研专项“星载降水测量雷达数据处理与应用关键技术研发” GYHY201006050

详细信息
    通信作者:

    商建, E-mail: shangjian@cma.gov.cn

Airborne Field Campaign Results of Ka-band Precipitation Measuring Radar in China

  • 摘要: 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。
  • 图  1  机载雷达观测与地面同步观测示意图

    Fig. 1  Diagram of airborne radar and ground simultaneous observations

    图  2  2010年7月10日Ka雷达测量结果

    (脉冲压缩模式) (a) 顺轨剖面,(b) 交轨剖面,(c) 水平截面

    Fig. 2  Measurements of Ka-band radar on 10 July 2010

    (pulse compression mode) (a) along-track section, (b) cross-track section, (c) horizontal section

    图  3  2010年8月5日Ka频段雷达测量结果

    (窄脉冲模式)

    Fig. 3  Measurement of Ka-band radar on 5 August 2010

    (short pulse mode)

    图  4  Ka雷达 (a) 与SA雷达 (b) 垂直剖面对比

    Fig. 4  Vertical profiles of Ka-band radar (a) and S-band radar (b)

    图  5  Ka雷达路径积分衰减随扫描角度的变化

    Fig. 5  Ka radar PIA vs scan angle

    图  6  星下点观测时Ka雷达路径积分衰减随高度的变化

    Fig. 6  Ka radar PIA vs height at nadir

    图  7  Ka雷达衰减订正结果

    (a) 雷达反射率因子的星下点廓线,(b) 衰减订正前后雷达反射率因子的差异

    Fig. 7  Attenuation correction result of Ka-band precipitation measuring radar

    (a) nadir profiles of reflectivity factors, (b) difference caused by attenuation

    表  1  Ka频段机载降水测量雷达的主要参数

    Table  1  Main parameters of Ka-band airborne precipitation measuring radar

    参数 参数值
    飞行高度 约9 km
    工作频率 35.5 GHz
    天线尺寸 1.4 m×0.8 m
    波束宽度 0.9°
    采样点数 80
    扫描角度 ±18°
    测绘带宽 约5.8 km
    脉冲宽度 20 μs,2.33 μs,1.2 μs
    距离分辨率 200 m,350 m,180 m
    水平分辨率 140 m
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    表  2  匹配数据的各项指标

    Table  2  Indexes of match data

    统计量 2010-07-10 2010-07-10 2010-08-05
    Ka雷达 SA雷达 Ka雷达 SA雷达 Ka雷达 SA雷达
    观测时间 01:56 01:54 02:21 02:24 01:53 01:54
    最大值/dBZ 29.0555 28.0000 26.1907 26.0000 28.9097 16.0000
    最小值/dBZ -9.3367 -3.0000 -8.8639 -4.0000 1.0491 1.0000
    平均值/dBZ 21.3517 16.4537 15.5933 11.6657 21.7788 11.9742
    均方根误差/dBZ 9.5053 8.1828 9.1133
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-12-06
  • 修回日期:  2011-06-07
  • 刊出日期:  2011-10-31

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