專利名稱：氣象觀測雷達系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對移動的目標物進行搜索、觀測的氣象觀測雷達系統(tǒng)。
在氣象觀測的領(lǐng)域里，為了把電磁波入射到例如起因于氣象現(xiàn)象而分布在空中的水珠等反射體上，以便根據(jù)其接收回波取得有關(guān)聯(lián)的信息，可使用雷達裝置。例如，一般氣象觀測雷達在方位方向上進行旋轉(zhuǎn)掃描，對以雷達裝置的設(shè)置地點為中心的圓形區(qū)域進行搜索。例如，作為對整個圓形觀測區(qū)域內(nèi)的氣象狀況進行觀測的方法，有CAPPI(等高平面位置指示器)掃描。所謂CAPPT掃描，是搜索用的雷達天線通過進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角的變更，例如，以多個不同的仰角對各個方位分別進行接收發(fā)送的方式。例如，進行使天線在方位方向上每旋轉(zhuǎn)1周，使仰角在某范圍內(nèi)依次變更的掃描。
還有，在以氣象學(xué)研究等為目的使用雷達裝置的情況下，利用雷達射束只對成為對象的氣象現(xiàn)象所存在的范圍進行掃描就足夠了。因此，觀測者通過根據(jù)該氣象現(xiàn)象的位置及空間范圍來設(shè)定雷達的掃描范圍，與進行全方位、全范圍觀測相比，能夠以更高的時間分辨率進行觀測。
在對圓形觀測區(qū)域的氣象狀況進行觀測的上述那樣的現(xiàn)有氣象雷達裝置的情況下，不論有無目標物，都必須總使天線在全方位及仰角方向上進行掃描，掃描整個觀測區(qū)域，以便在觀測區(qū)域的任意地點上都有發(fā)生的可能性，而且，能夠偵察一般移動的目標物(霧、雷云等)。
但是，由于為了對全觀測區(qū)域進行觀測，天線掃描要花時間，故存在著降低了觀測的時間分辨率的問題。
還有，一般在CAPPI掃描中，因為根據(jù)縮短CAPPI一個周期所需時間這一理由來加大觀測仰角間隔，故還存著降低了仰角方向上的空間分辨率的問題。
進而，在這種氣象雷達中，在把半徑方向的觀測范圍設(shè)定成較寬范圍的情況下，在遠離氣象雷達設(shè)定地點的遠方觀測區(qū)域內(nèi)，因為在與視線方向垂直的方向上空間分辨率大幅度地擴展，故存在著在遠方觀測區(qū)域內(nèi)空間分辨率顯著降低的問題。
因為當空間分辨率降低時不能詳細地觀測氣象現(xiàn)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故不能進行高精度的氣象預(yù)報。
作為解決這些問題的一種手段，例如，有使用了進行RHI(距離一高度指示器)掃描的氣象雷達裝置(下面，稱為RHI氣象雷達)等的觀測，但是，在這樣的解決手段的情況下，因為觀測范圍受到限制，所以，產(chǎn)生了不能觀測在觀測范圍以外發(fā)生的其它氣象現(xiàn)象的問題。
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供在可以觀測的區(qū)域內(nèi)能夠高效率、并且高精度地檢測和觀測氣象現(xiàn)象的發(fā)生、移動和消失的氣象觀測雷達系統(tǒng)。
與本發(fā)明有關(guān)的氣象觀測雷達系統(tǒng)，在對移動的目標物進行搜索、觀測的氣象觀測雷達系統(tǒng)中，其特征在于，包括向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；以及基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部，利用上述觀測用雷達天線進行目標物的高分辨率觀測。
在與本發(fā)明有關(guān)的氣象觀測雷達系統(tǒng)中，上述搜索數(shù)據(jù)取得部包括對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線；以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角的變更，即，使之進行3維掃描。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，上述搜索用雷達天線發(fā)射在仰角方向上，呈扇形擴展了的扇形射束；上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角的變更，即，使之進行3維掃描。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，上述搜索數(shù)據(jù)取得部進而包括搜索數(shù)據(jù)處理部，根據(jù)通過上述3維掃描取得的數(shù)據(jù)生成對應(yīng)于定高PPI顯示的搜索數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，上述搜索用雷達天線發(fā)射在仰角方向上呈扇形擴展了的扇形射束；上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描。
與本發(fā)明有關(guān)的另一氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于，包括向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部，該搜索數(shù)據(jù)取得部包括對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線、以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于使用上述搜索用雷達天線已取得的過去的上述搜索數(shù)據(jù)，對上述目標物的存在進行預(yù)測的移動預(yù)測部，利用上述觀測用雷達天線進行目標物的高分辨率觀測。
與本發(fā)明有關(guān)的又一氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于，包括向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部，該搜索數(shù)據(jù)取得部包括對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線、以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于使用上述觀測用雷達天線已取得的過去高分辨率觀測數(shù)據(jù)，對上述目標物的存在進行預(yù)測的移動預(yù)測部，利用上述觀測用雷達天線進行目標物的高分辨率觀測。
與本發(fā)明有關(guān)的再一氣象觀測雷達系統(tǒng)，在對移動的目標物進行搜索、觀測的氣象觀測雷達系統(tǒng)中，其特征在于，包括配置在互相不同的地點上，分別向著上述目標物的多個觀測用雷達天線；對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線；以及連接到那些觀測用雷達天線及搜索用雷達天線上，對它們的掃描驅(qū)動進行控制的控制部，上述控制部具有對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，分別確定依據(jù)上述各觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述各掃描范圍，對上述各觀測用雷達天線分別進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于上述各觀測用雷達天線的接收數(shù)據(jù)，生成上述目標物的高分辨率觀測數(shù)據(jù)的高分辨率觀測數(shù)據(jù)處理部。


圖1為本發(fā)明第1實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖；圖2為示出第1實施例裝置中概略處理流程的流程圖；圖3為示出第1實施例裝置中的搜索用雷達天線及觀測用雷達天線的掃描的模式圖；圖4為示出本發(fā)明第2實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)中的搜索用雷達天線及觀測用雷達天線的掃描的模式圖；圖5為示出本發(fā)明第3實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)中的搜索用雷達天線及觀測用雷達天線的掃描的模式圖；圖6為本發(fā)明第4實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖；圖7為本發(fā)明第5實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖；圖8為示出第5實施例裝置中的概略處理流程的流程圖；圖9為本發(fā)明第6實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖；圖10為示出第6實施例裝置中的概略處理流程的流程圖；圖11為本發(fā)明第7實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖；圖12為示出第7實施例系統(tǒng)更詳細的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖13為示出與第7實施例有關(guān)的控制部的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖；圖14為說明第7實施例系統(tǒng)的使用狀態(tài)的模式圖；圖15為示出第7實施例系統(tǒng)的搜索雷達部及觀測雷達部的配置之一例的模式平面圖；以及圖16為用于說明第7實施例系統(tǒng)的工作例的模式圖。
其次，參照附圖，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例。
圖1為本發(fā)明實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖。本裝置包括兩個雷達天線，一個為搜索用雷達天線2，它構(gòu)成搜索數(shù)據(jù)取得部即搜索雷達部4的一部分。此外，為了驅(qū)動搜索用雷達天線2及處理電磁波的接收發(fā)送等，搜索雷達部4包含搜索用雷達控制部6、接收發(fā)送部8、信號處理部10、數(shù)據(jù)處理部12及顯示部14。另一個天線為觀測用雷達天線22，它構(gòu)成觀測雷達部24的一部分。此外，為了驅(qū)動觀測用雷達天線22及處理電磁波的接收發(fā)送等，觀測雷達部24包含觀測用雷達控制部26、接收發(fā)送部28、信號處理部30、數(shù)據(jù)處理部32及顯示部34。還有，氣象現(xiàn)象檢測部40及掃描范圍確定部42介入到搜索雷達部4與觀測雷達部24之間。
接收發(fā)送部8、28包括轉(zhuǎn)換各自電磁波的接收發(fā)送的收發(fā)轉(zhuǎn)換電路、發(fā)射電路及接收電路。搜索用雷達天線2或觀測用雷達天線22從發(fā)射電路通過收發(fā)轉(zhuǎn)換電路接受發(fā)射信號，以射束狀輻射電磁波。在本裝置中，作為搜索用雷達天線2、觀測用雷達天線22使用對應(yīng)于空間分辨率高的筆狀射束(像鉛筆那樣細的形狀的射束)的天線。例如，射束寬度約為1°那樣細。接收發(fā)送部8、28一在某時間范圍內(nèi)把發(fā)射信號供給到天線上，就使收發(fā)轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換工作把天線連接到接收電路上。接收電路把各天線接收的電磁波放大、變頻，生成視頻信號。
由搜索用雷達控制部6控制搜索用雷達天線2的方向，使該天線2進行CAPPI掃描。
另一方面，如后述那樣，由觀測用雷達控制部26掃描驅(qū)動觀測用雷達天線22的方向，以使該天線22對全天面中指定了的區(qū)域進行電磁波的接收發(fā)送。
信號處理部10、30對接收信號進行信號處理，計算回波強度、多普勒速度、多普勒速度寬度等。數(shù)據(jù)處理部12、32進行下述處理，把由接收信號取得的數(shù)據(jù)加工成適合于顯示部14、34顯示的形式。例如，數(shù)據(jù)處理部12還進行下述處理，基于方位、仰角及回波距離，重新構(gòu)成由CAPPI掃描取得的數(shù)據(jù)，以及提取在一定高度面上的回波強度。顯示部14、34對由數(shù)據(jù)處理部12、32輸出的數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行畫面顯示。
氣象現(xiàn)象檢測部40為基于由搜索用雷達天線2的接收信號取得的數(shù)據(jù)，檢測出成為觀測對象的給定氣象現(xiàn)象的存在的目標物存在檢測部。例如，氣象現(xiàn)象檢測部40進行積雨云及雷云的檢測、或風切變的檢測等。例如，雷云的檢測可基于由回波強度、或回波強度及高層氣象數(shù)據(jù)取得的參數(shù)，即打雷危險度超出給定門限值的區(qū)域為所定大小以上來判定。還有，風切變例如可作為多普勒速度場的空間微分大的部分來檢測。
掃描范圍確定部42根據(jù)由氣象現(xiàn)象檢測部40檢測出的氣象現(xiàn)象的存在，利用例如方位角范圍及仰角范圍用來指定由觀測用雷達天線22掃描的方向，將該確定部42的輸出提供給觀測用雷達控制部26，用于觀測用雷達天線22的掃描驅(qū)動控制。
其次，說明有關(guān)本裝置的處理及工作。圖2為示出本裝置中的概略處理流程的流程圖。還有，圖3為示出本裝置的搜索用雷達天線2及觀測用雷達天線22的掃描的模式圖。處理大體包括環(huán)S50及由觀測雷達部24進行的環(huán)S52，環(huán)S50包含利用搜索雷達部4、氣象現(xiàn)象檢測部40及掃描范圍確定部42的處理。
如已經(jīng)描述了的那樣，搜索用雷達天線2進行CAPPI掃描。例如，CAPPI掃描由順序地實現(xiàn)圖中所示射束68的旋轉(zhuǎn)掃描軌跡60～66，進行從低仰角到高仰角的變更。這樣的CAPPI掃描可以搜索以雷達為中心的復(fù)蓋區(qū)全范圍的空間，如果存在于雷達的復(fù)蓋區(qū)內(nèi)，則基本上是，即使在哪里發(fā)生了成為目標的氣象現(xiàn)象，都能夠捕捉其回波。
在搜索雷達部4中，搜索用雷達控制部6基于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)周期及仰角變更寬度等參數(shù)，使搜索用雷達天線2進行CAPPI掃描，接收發(fā)送部8、信號處理部10及數(shù)據(jù)處理部12取得并輸出基于接收信號的數(shù)據(jù)(S70)。把該數(shù)據(jù)提供到氣象現(xiàn)象檢測部40，氣象現(xiàn)象檢測部40基于該數(shù)據(jù)進行成為目標的氣象現(xiàn)象的檢測處理(S72)。在檢測出成為目標的氣象現(xiàn)象的情況下(S74)，將其存在信息即所謂方位及高度信息通知掃描范圍確定部42。掃描范圍確定部42基于這些信息，確定觀測用雷達天線22的掃描范圍，將其存儲及保持在共用存儲器或記錄磁盤等存儲裝置76中(S78)。再者，在本裝置中，每當CAPPI掃描的一個周期完了時(S80)，將其通知觀測雷達部24側(cè)的環(huán)S52(S82)。
如上所述，搜索雷達部4通過環(huán)S50，一邊適當?shù)剡M行CAPPI完了的通知或伴隨著氣象現(xiàn)象檢測的處理，一邊重復(fù)CAPPI掃描。
另一方面，觀測用雷達天線22例如進行RHI掃描。RHI掃描是在給定的仰角范圍內(nèi)使天線的方向在垂直方向上變化，例如使射束92沿著圖中所示的軌跡90進行往復(fù)運動。還有，也可以使觀測用雷達天線22進行扇形(sector)掃描，即，使該天線在給定的角度范圍內(nèi)在方位方向上進行掃描，來代替RHI掃描。還有，也可以使之進行2維掃描，即一邊在給定范圍內(nèi)依次改變仰角一邊進行扇形掃描，或者，一邊在給定范圍內(nèi)依次改變方位一邊進行RHI掃描。這些掃描與以雷達為中心的復(fù)蓋區(qū)全范圍的空間搜索相比，可以在極短時間內(nèi)完成1個周期。例如，CAPPI掃描的1個周期也許需要5分鐘，但是，RHI的1個周期約在20～30秒內(nèi)恐怕就能完成。即，觀測用雷達無線22的掃描與搜索用雷達天線2的掃描相比，周期短，因此，能夠進行時間分辨率高的觀測。
在觀測雷達部24中，觀測用雷達控制部26基于已經(jīng)設(shè)定的掃描范圍，重復(fù)依據(jù)觀測用雷達天線22的RHI掃描(或扇形掃描等)(S100)。在其周期中，當接受來自搜索雷達部4的CAPPI掃描的一個周期完了的通知時(S102)，觀測雷達部24取出在存儲裝置76中保存的、對應(yīng)于在CAPPI最近一周期期間內(nèi)檢測出的氣象現(xiàn)象的掃描范圍，將其設(shè)定在觀測用雷達控制部26中(S104)。觀測用雷達控制部26使用在CAPPI的每一個周期內(nèi)這樣更新的掃描范圍，繼續(xù)進行RHI掃描等的、依據(jù)觀測用雷達天線22的掃描。
在這里，有關(guān)已經(jīng)捕捉的氣象現(xiàn)象恐怕要把新的掃描范圍設(shè)定到偏離了在此以前的掃描范圍的附近。另一方面，在檢測出新的氣象現(xiàn)象的情況下，成為把新的掃描范圍設(shè)定到與在此以前掃描范圍完全不同的方向上。
還有，在觀測雷達部24中設(shè)定的掃描范圍的個數(shù)，即能夠通過觀測用雷達天線22以高分辨力進行觀測的氣象現(xiàn)象的個數(shù)沒有必要限定為1個。本裝置能夠通過觀測用雷達天線22繼續(xù)進行某一氣象現(xiàn)象的觀測，而另一方面，又通過搜索用雷達天線2偵察成為新觀測對象的氣象現(xiàn)象，由于有這樣的特征，故在存儲裝置76中能夠存儲多個掃描范圍。根據(jù)這一點，能夠構(gòu)成觀測用雷達控制部26，使之也可以設(shè)定多個掃描范圍。在這樣設(shè)定了多個掃描范圍的情況下，觀測用雷達控制部26例如順序地掃描各個范圍。再者，如果設(shè)定多個掃描范圍，則根據(jù)其個數(shù)，各范圍的掃描循環(huán)起來的時間間隔變長，犧牲了時間分辨率。因此，恐怕對于能夠設(shè)定的掃描范圍的個數(shù)設(shè)置給定的上限，較好。
再者，在上面描述了的本裝置中，描述了這樣的結(jié)構(gòu)，進行使搜索用雷達天線2的仰角步進變化的掃描，將其結(jié)果在數(shù)據(jù)處理部12中變換成CAPPI顯示用的形式。通過這樣進行CAPPI顯示，具有顯示部14中的顯示結(jié)果容易被操作者理解的優(yōu)點。但是，由于對搜索雷達部4要求的基本功能是偵察氣象現(xiàn)象的存在方向，所以，如果只是為了實現(xiàn)該功能，則把數(shù)據(jù)處理部12的結(jié)構(gòu)定為不進行用于CAPPI顯示的處理，也可以把提供給氣象現(xiàn)象檢測部40的搜索數(shù)據(jù)定為例如單純的PPI顯示數(shù)據(jù)。
還有，如果基于對搜索雷達部4要求的基本功能是偵察氣象現(xiàn)象的存在方向的觀點，則搜索用雷達天線2的掃描驅(qū)動本身也不需要是上面描述了的CAPPI掃描。例如，也可以考慮定為不變更仰角的PPI掃描。
再者，在上述的處理中，搜索雷達部4在CAPPI掃描的每1個周期將其通知觀測雷達部24，觀測雷達部24在此瞬間根據(jù)存儲裝置76的存儲內(nèi)容進行掃描范圍的設(shè)定及更新處理S104，但是，有關(guān)該瞬間也可以是其它形態(tài)。例如，也可以構(gòu)成為，在氣象現(xiàn)象檢測部40檢測出氣象現(xiàn)象的瞬間隨時進行觀測雷達部24的設(shè)定及更新處理S104。
圖4為示出本發(fā)明第2實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)中的搜索用雷達天線202及觀測用雷達天線22的掃描的模式圖。由于本裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖1中所示的上述實施例相同，故將其省略。
本裝置與上述實施例裝置的基本不同點在于搜索用雷達天線。在本發(fā)明中，因為高分辨率觀測由觀測用雷達天線進行，故搜索用雷達天線只要具有能夠偵察氣象現(xiàn)象的存在的空間分辨率基本上就夠用了。因此，把本裝置的搜索用雷達天線202定為進行射束寬度比搜索用雷達天線2寬的扇形射束的接收發(fā)送的天線。
這樣，通過使用扇形射束進行氣象現(xiàn)象的搜索，能夠增大在CAPPI掃描中仰角變更的步長，能夠縮短CAPPI掃描的1個周期。即，具有能夠使得放過從發(fā)生到消失的壽命短的氣象現(xiàn)象的概率降低的優(yōu)點，或者，具有不放過氣象現(xiàn)象初期階段的優(yōu)點。
圖5為示出本發(fā)明第3實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的搜索用雷達天線302及觀測用雷達天線22的掃描的模式圖。由于本裝置的結(jié)構(gòu)基本上與圖1中所示的上述實施例相同，故將其省略。
本裝置與上述實施例2裝置的不同點在于對搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的方法。本裝置的搜索用雷達天線302也與第2實施例裝置的搜索用雷達天線202相同，進行扇形射束的接收發(fā)送，但是，其掃描驅(qū)動不是CAPPI掃描，而是對應(yīng)于單純的PPI掃描。即，本裝置的搜索用雷達控制部6每當搜索用雷達天線302在方位方向上轉(zhuǎn)動1次時，不進行變更其仰角的工作。
這樣，通過使用扇形射束作為PPI掃描，能夠進一步縮短搜索用雷達天線302掃描的1個周期。為了不使搜索效率降低而取得這一優(yōu)點，在結(jié)構(gòu)上注意做到使搜索用雷達天線302具有比搜索用雷達天線202大的扇形射束寬度。再者，在理想情況下，搜索用雷達天線302的射束寬度為90°，但是，即使是射束寬度在此以下，例如70°～80°的天線，也可用于本裝置中。
圖6為本發(fā)明第4實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖。圖中，對與第1實施例裝置相同的結(jié)構(gòu)元件標以相同的符號，省略其說明。本裝置通過觀測用雷達天線22進行氣象現(xiàn)象的高分辨率觀測，觀測雷達部24的結(jié)構(gòu)與第1實施例相同。
本裝置的特征在于，使用通過非雷達方式的另一氣象觀測裝置400取得的數(shù)據(jù)進行寬范圍的氣象現(xiàn)象的搜索，來代替第1實施例中的搜索雷達部4。例如，在觀測對象區(qū)域中配置多個氣象觀測裝置400，把它們采集的氣象數(shù)據(jù)通過通信電路送到觀測雷達部24的設(shè)置地點，進行收集。
氣象現(xiàn)象檢測部402基于這樣收集的氣象數(shù)據(jù)，例如降雨、氣壓、氣溫及風速，檢測出產(chǎn)生成為觀測對象的氣象現(xiàn)象的區(qū)域，或者推定產(chǎn)生這樣氣象現(xiàn)象的區(qū)域。掃描范圍確定部404確定其掃描范圍，以使觀測用雷達天線22向著氣象現(xiàn)象檢測部402特定了的區(qū)域。因為此后觀測雷達部24中的工作及處理與第1實施例相同，故省略其說明。
作為氣象觀測裝置400，可以使用現(xiàn)有的氣象觀測系統(tǒng)。此時，把現(xiàn)有的氣象觀測系統(tǒng)連接到本裝置的氣象現(xiàn)象檢測部402上。例如，作為這樣的氣象觀測系統(tǒng)可以采用氣象廳運用的AMeDAS(自動氣象學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))。AMeDAS是這樣的系統(tǒng)，每經(jīng)給定時間從全國約1300個無人自動氣象臺收集雨量等的數(shù)據(jù)，除了氣象廳本廳之外，向各預(yù)報中心分配數(shù)據(jù)。還有，也可以把靜止氣象衛(wèi)星(葵花)的觀測數(shù)據(jù)作為氣象現(xiàn)象檢測部402的輸入使用，來構(gòu)成本裝置。這樣，能夠通過接受現(xiàn)有氣象觀測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，能夠簡便地構(gòu)成具有與第1實施例有關(guān)的裝置大致相同效果的氣象觀測雷達系統(tǒng)。
再者，在1實施例中，能夠檢測觀測目標物的大小(規(guī)模)，能夠根據(jù)檢測出的觀測目標物的大小確定方位角及仰角方向的掃描范圍。但是，在本實施例中，特別難于取得觀測目標物鉛直方向的上方。因此，根據(jù)來自氣象現(xiàn)象檢測部402的信息只能確定本系統(tǒng)中觀測用雷達掃描范圍的方位角，仰角方向的掃描范圍可根據(jù)觀測目標物的種類而設(shè)定。例如，在觀測目標物為霧那樣的情況下，因其只存在于低高度附近，因其能夠遍及高高度而存在，故做到掃描到90°附近。
圖7為本發(fā)明第5實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖。圖中，對與第1實施例裝置相同的結(jié)構(gòu)元件標以相同的符號，省略其說明。本裝置的特征在于，具備移動預(yù)測部500。
由于搜索雷達部4使搜索用雷達天線2進行CAPPI掃描，故一般在CAPPI掃描的1個周期內(nèi)對同一個觀測對象大概只能檢測1次。該周期能夠成為例如以幾分鐘為單位的時間。當觀測對象的移動速度快時，在其1個周期的期間內(nèi)，能夠產(chǎn)生觀測對象已經(jīng)移動到設(shè)定了的觀測用雷達天線22的掃描范圍之外的情況。在這樣的情況下，在掃描范圍內(nèi)捕到目標氣象現(xiàn)象時，能夠與第1實施例的裝置相同，以良好的時間分辨率及空是分辨率對其進行高分辨率觀測。但是，在不合適的情況下，如果目標氣象現(xiàn)象已經(jīng)移動到掃描范圍之外，就不能接著通過搜索雷達部4一直到搜索及捕捉之前對該目標氣象現(xiàn)象進行觀測了。本裝置就是用來解決這一問題的。移動預(yù)測部500基于依據(jù)觀測對象氣象現(xiàn)象的搜索雷達部4的過去的捕捉位置，預(yù)測及推定在一直到依據(jù)下一次CAPPI掃描的捕捉期間的時刻的對象的位置。例如，移動預(yù)測部500進行運算處理對依據(jù)搜索雷達部4的最近兩次捕捉位置進行外插，計算出在對象不離開掃描范圍那樣的時間間隔內(nèi)其新的位置。還有，外插并不局限于依據(jù)過去兩個位置的線性外插，也能夠基于使用了多個過去位置的高次函數(shù)進行外插。
圖8為示出本裝置中的概略處理流程的流程圖。下面，基于圖8，說明本裝置的工作及處理。再者，對圖8中與圖2相同的處理標以相同的符號，簡化其說明。處理大體包括環(huán)S510及由觀測雷達部24進行的環(huán)S512，環(huán)S510包含利用搜索雷達部4、氣象現(xiàn)象檢測部40、掃描范圍確定部42及移動預(yù)測部500的處理。
處理S70～S82是與第1實施例相同的處理。在CAPPI掃描的每一個周期，在進行了向觀測雷達部24的CAPPI完了通知及后述的氣象現(xiàn)象的識別處理S520之后，進行掃描范圍的確定。把確定了的掃描范圍存儲到存儲裝置76中。
那么，在本裝置中，由對CAPPI掃描的周期進行插值的瞬間來設(shè)置移動預(yù)測的瞬間。在這里，假定CAPPI掃描第n個周期完了的瞬間為瞬間T=T(n)，還有，假定CAPPI掃描的周期為τ，設(shè)置移動預(yù)測的瞬間以便把T=T(n)～T(n+1)期間K等分。此時，例如在T=T(n)～T(n+1)期間可設(shè)定移動預(yù)測瞬間(K-1)個。如果用t(n,1)～t(n,k-1)表示這些時刻T，則t(n,m)=T(n)+mτ/k。移動預(yù)測部500包括計時裝置，如果檢測出時刻T=t(n,m)時(S522)，則進行移動預(yù)測處理S524。移動預(yù)測處理可采用下列參數(shù)進行，例如過去兩次的CAPPI掃描，即在第(n-2)個周期及第(n-1)周期各自的掃描中同一氣象現(xiàn)象的檢測時刻T=TOBJ(n-2)、TOBJ(n-1)，以及在這些時刻的對象的位置P(n-2)、P(n-1)。預(yù)測的位置P(n,m)通過線性插值，由下式來表示P(n,m)=p(n-1)+{P(n-1)-P(n-2)}·{t(n,m)-TOBJ(n-1)}/{TOBJ(n-1)-TOBJ(n-2)}…(1)將該預(yù)測結(jié)果存儲在存儲裝置526中，把進行了移動預(yù)測通知給觀測雷達部24側(cè)的環(huán)S512(S524)。存儲裝置526中存儲的預(yù)測結(jié)果例如為氣象現(xiàn)象中心等的位置(方位、仰角)。能夠以簡便的方法原原本本地維持不久以前的掃描范圍的大小，只使其相同大小的掃描范圍的配置向作為預(yù)測結(jié)果得到的位置移動。但是，也可以對掃描范圍與位置同樣進行外插及推定。
那么，在本裝置中，在檢測出多個氣象現(xiàn)象的情況下，或者在存在著雜亂回波的情況下，為了進行移動預(yù)測，需要對其進行識別。即，(1)式中的位置P(n-2)、P(n-1)必須是同一氣象現(xiàn)象在互相不同的時刻的位置，而不能是位置P(n-2)為某一氣象現(xiàn)象，P(n-1)為另一氣象現(xiàn)象的位置。氣象現(xiàn)象識別處理S520進行這一識別處理。即，氣象現(xiàn)象識別處理S520對于在第n個周期的CAPPI掃描中檢測出的氣象現(xiàn)象是在第(n-1)個周期中已經(jīng)檢測出的氣象現(xiàn)象、還是新檢測出的氣象現(xiàn)象加以區(qū)別，同時，在是已經(jīng)檢測出的氣象現(xiàn)象的情況下，對于應(yīng)該傾向于與過去位置的哪一個對應(yīng)進行判斷。將其判斷結(jié)果例如以氣象現(xiàn)象識別號碼的形式提供給各氣象現(xiàn)象，由該識別號碼來管理同一氣象現(xiàn)象位置的時間系列變化。
例如多個氣象現(xiàn)象相互之間的識別，與移動預(yù)測相同，可采用過去的位置P(n-2)、P(n-1)來進行。例如，簡單地說，如果某一氣象現(xiàn)象的測定位置P(n)比其它氣象現(xiàn)象的測定位置之任一個都更接近于對識別號碼N=j的氣象現(xiàn)象過去位置P(n-2)、P(n-1)進行外插了的位置P’(n)，則判斷為該氣象現(xiàn)象是識別號碼N=j的氣象現(xiàn)象移動了的氣象現(xiàn)象。另一方面，在位置P(n)對任一位置P’(n)的距離都在給定基準值以上的情況下，則判斷為該氣象現(xiàn)象為新檢測出的氣象現(xiàn)象。再者，把該識別號碼也提供給存儲裝置526中存儲的移動預(yù)測值，以互相識別。
另一方面，在觀測雷達部24一側(cè)的環(huán)S512中的處理S100～S104是基本上與第1實施例相同的處理，接受在CAPPI掃描的每一個周期其完了的通知、進行觀測用雷達控制部26中掃描范圍等的設(shè)定的更新。但是，在本裝置中，在判斷處理S102中，在判斷為沒有接受CAPPI掃描完了的通知的情況下并不立刻返回到處理S100，面是向確認移動預(yù)測通知的有無的處理(S550)分支。在處理S550中沒有移動通知的情況下，返回到處理S100，但是，在從環(huán)S510側(cè)接受了移動預(yù)測通知的情況下，在接著讀出在存儲裝置526中存儲的移動預(yù)測結(jié)果、進行了變更觀測用雷達控制部26的設(shè)定的處理之后(S552)，返回到處理S100。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本裝置，即使在觀測對象的氣象現(xiàn)象的移動速度快的情況下，也能夠不將其丟失而繼續(xù)進行觀測。

圖9為本發(fā)明第6實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖。圖中，對與第1實施例裝置相同的結(jié)構(gòu)元件標以相同的符號，省略其說明。本裝置的特征在于，觀測用雷達控制部26使觀測用雷達天線22進行把RHI掃描與扇形掃描組合了的2維掃描，而且，包括移動預(yù)測部600，與第5實施例相同，使氣象現(xiàn)象的跟蹤性能提高了。
移動預(yù)測部600基于依據(jù)觀測對象氣象現(xiàn)象的觀測雷達部24的過去的捕捉位置，預(yù)測及推定在一直到依據(jù)下一次CAPPI掃描的捕捉期間的時刻的對象的位置。所謂把RHI掃描與扇形掃描組合了的掃描，如已經(jīng)描述的那樣，例如是依次改變方位、進行依據(jù)RHI掃描的在一定方位上的鉛直掃描的掃描，或者，相反地，依次改變仰角、進行依據(jù)扇形掃描的在一定仰角上的水平掃描的掃描。由此，在觀測雷達部24中能夠取得觀測對象的氣象現(xiàn)象的2維回波像。
移動預(yù)測部600從數(shù)據(jù)處理部32取得觀測對象的回波數(shù)據(jù)。然后，例如移動預(yù)測部600基于回波像的數(shù)據(jù)，檢測出在掃描范圍內(nèi)捕捉的觀測對象的2維的該回波像位置的移動，通過對其移動矢量進行外插，預(yù)測及推定觀測對象的移動目的地。例如，求出回波像的重心，通過檢測其位移，能夠求出移動矢量。由移動預(yù)測部600把預(yù)測結(jié)果提供到觀測用雷達控制部26上，觀測用雷達控制部26基于該預(yù)測結(jié)果調(diào)整觀測用雷達天線22的方向，跟蹤觀測對象。再者，是否在觀測雷達部24內(nèi)構(gòu)成移動預(yù)測部600，是任意的。
圖10為示出本裝置中的概略處理流程的流程圖。下面，基于圖10，說明本裝置的工作及處理。再者，對圖10中與圖2相同的處理標以相同的符號，簡化其說明。處理大體包括與第1實施例相同的環(huán)S50及由觀測雷達部24進行的環(huán)S612，環(huán)S50包含利用搜索雷達部4、氣象現(xiàn)象檢測部40、掃描范圍確定部42及移動預(yù)測部500的處理。
具有本裝置處理特征的環(huán)S612基于觀測用雷達控制部26設(shè)定了的掃描范圍等條件，進行RHI掃描(S620)及扇形掃描(S622)。正如已經(jīng)描述了的那樣，由這些處理S620、S622實現(xiàn)的掃描為重復(fù)下述順序的掃描即，在某方位上進行依據(jù)RHI掃描的鉛直掃描，接著，改變方位(扇形掃描)，再一次進行RHI掃描。
當1次上述2維掃描完了時，觀測雷達部24確認來自環(huán)S50的CAPPI掃描完了的通知的有無。然后，如果有該通知(S102)，則基于在存儲裝置76中存儲的、依據(jù)CAPPI掃描的觀測結(jié)果，更新觀測用雷達控制部26中掃描范圍等的設(shè)定(S104)，返回到處理S620、S622。另一方面，在判斷為沒有接受CAPPI掃描完了的通知的情況下并不立刻返回到處理S100，而是向判斷處理S624分支。處理S624對于在觀測用雷達天線22的掃描范圍內(nèi)捕捉的觀測對象的回波像是否會離開其掃描范圍進行判斷。例如，該判斷基于該回波像的重心與掃描范圍的邊像之距離在給定值以下來進行。在判斷為有離開的可能性時，進行移動預(yù)測及推定的處理(S626)。把通過處理S626預(yù)測或推定的觀測對象位置設(shè)定到觀測用雷達控制部26中，觀測用雷達控制部26基于此設(shè)定變更及調(diào)整觀測用雷達天線22的方向(S628)。其后，處理返回到處理S620。
到利上述結(jié)構(gòu)的本裝置，在觀測對象的氣象現(xiàn)象的移動速度快的情況下，也能夠進行跟蹤，能夠不把對象丟失而繼續(xù)進行觀測。
在下面的圖中，對與第1實施例裝置相同的結(jié)構(gòu)元件標以相同的符號，省略其說明。圖11為本發(fā)明第7實施例即氣象觀測雷達系統(tǒng)的概略方框圖。本系統(tǒng)的特征在于，它由這樣的系統(tǒng)形態(tài)構(gòu)成，該系統(tǒng)形態(tài)是由控制部對于配置在互相不同的地點上的多個觀測雷達部24及搜索雷達部4進行集中管理及控制的。各觀測雷達部24-1～24-n、搜索雷達部4及氣象觀測裝置網(wǎng)700把本身取得的觀測數(shù)據(jù)送給控制部，另一方面，控制部702把用于控制各觀測雷達部24-1～24-n及搜索雷達部4的各天線的信息送給它們。
圖12為示出本系統(tǒng)更詳細結(jié)構(gòu)的方框圖。各觀測雷達24-1～24-n為基本上與第1實施例相同的結(jié)構(gòu)，包括觀測用雷達天線22、觀測用雷達控制部26、接收發(fā)送部28、信號處理部30及數(shù)據(jù)處理部32，但是，因為本系統(tǒng)的各觀測雷達部由遠距離控制部702控制，所以，在這些觀測雷達部中不一定需要顯示部34。控制部702包括數(shù)據(jù)處理部704及雷達聯(lián)合控制部706。數(shù)據(jù)處理部704使來自各觀測雷達部24-1～24-n的觀測數(shù)據(jù)、來自搜索雷達部4的觀測數(shù)據(jù)及來自氣象觀測裝置網(wǎng)700的觀測數(shù)據(jù)通過通信電路，例如以實時方式進行收集及匯總處理。雷達聯(lián)合控制部706基于數(shù)據(jù)處理部704中的處理結(jié)果，控制各觀測用雷達天線22及搜索用雷達天線2的掃描。即，雷達聯(lián)合控制部706例如對管理各觀測用雷達天線22及搜索用雷達天線2的掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部26及搜索用雷達控制部6，進行變更掃描范圍等參數(shù)的指示。
圖13為示出控制部702詳細結(jié)構(gòu)的方框圖。數(shù)據(jù)處理部704包括對來自觀測雷達部24等的氣象數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理的氣象數(shù)據(jù)聯(lián)合處理部710、從所取得的數(shù)據(jù)檢測出作為目標的氣象現(xiàn)象的氣象現(xiàn)象檢測部712及對操作者提示數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果的顯示部714。另一方面，雷達聯(lián)合控制部706包括對配置在各地的觀測雷達部24-1～24-n等的工作進行監(jiān)視的工作監(jiān)視部720、控制信息設(shè)定部722，用于在各觀測雷達部24的觀測用雷達控制部26及搜索雷達部4的搜索用雷達控制部6中設(shè)定它們的掃描范圍及各因素、以及觀測雷達選定部724，用于為了對多個觀測雷達部中檢測出的目標現(xiàn)象進行觀測而選定所使用的觀測雷達。
其次，說明有關(guān)本系統(tǒng)的工作及處理。
使搜索雷達部4一直工作，將其取得的氣象觀測數(shù)據(jù)輸入到控制部702的數(shù)據(jù)處理部704上。將該氣象觀測數(shù)據(jù)經(jīng)由氣象數(shù)據(jù)聯(lián)合處理部710，提供給氣象現(xiàn)象檢測部712。氣象現(xiàn)象檢測部712基于從氣象數(shù)據(jù)聯(lián)合處理部710取得的搜索雷達部4的數(shù)據(jù)，檢測出成為觀測對象的氣象現(xiàn)象，將其位置及大小信息輸出到雷達聯(lián)合控制部706。還有，在該氣象現(xiàn)象的檢測處理中，也可以一并使用從氣象觀測裝置網(wǎng)700取得的例如氣溫、氣壓等數(shù)據(jù)。氣象觀測裝置網(wǎng)700例如可由第4實施例中描述了那樣的在各地配置了的AMeDAS那樣的觀測裝置構(gòu)成。進而，在該檢測處理中，能夠使用由氣象數(shù)據(jù)聯(lián)合處理部710聯(lián)合及匯總處理了的、由觀測雷達部24-1～24-n取得的觀測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)依據(jù)更正確觀測信息的觀測對象的跟蹤等的處理。
再者，在數(shù)據(jù)處理部704中，以觀測者能夠確認的數(shù)據(jù)使氣象現(xiàn)象的跟蹤狀況在顯示部714上顯示出來。由此，觀測者能夠把由不同的多個觀測雷達部觀測到的數(shù)據(jù)作為1個聯(lián)合數(shù)據(jù)來識別。
為了對檢測出的氣象現(xiàn)象進行高分辨率觀側(cè)，在雷達聯(lián)合控制部706中，觀測雷達選定部724從配置在各地的觀測雷達部241～24-n中選擇適當?shù)?個或多個觀測雷達部。這一選擇例如基于預(yù)先接受的各觀測雷達部的位置信息及地圖信息、從數(shù)據(jù)處理部704接受的觀測對象的位置及大小來進行。因為雷達射束的幅度隨著遠離天線而擴展，在切向方向上的空間分辨率惡化，所以，例如通過選擇距觀測對象的觀測雷達部，能夠進行具有更高精度空間分辨率的觀測。還有，通過選擇處理把觀測對象包圍起來那樣位置關(guān)系的觀測雷達部作為多個觀測雷達部24，能夠多方面地觀測某一氣象現(xiàn)象。
控制信息設(shè)定部722基于觀測對象與所選擇的觀測雷達部之相對位置關(guān)系、及觀測對象的大小，確定該選擇了的觀測雷達部的掃描范圍及其它各觀測因素，將其對該觀測雷達部進行指示。
搜索雷達部4以給定周期對以本身為中心的觀測范圍內(nèi)的氣象狀況進行觀測。觀測雷達選定部724及控制信息設(shè)定部722根據(jù)以該周期取得的、來自搜索雷達部4的數(shù)據(jù)，進行對所選擇的觀測雷達部進行變更或者繼續(xù)保持現(xiàn)狀的判斷、并進行各觀測雷達部掃描范圍等的設(shè)定的變更及更新處理。還有，例如，搜索雷達部4在其1個周期中捕捉了多個氣象現(xiàn)象的情況下，控制部702選擇對應(yīng)于各個氣象的觀測雷達部24，使各氣象現(xiàn)象能夠被分擔，并以高分辨率來觀測。
圖14為說明本系統(tǒng)的使用狀態(tài)的模式圖。該圖為示出在對地表面垂直的平面內(nèi)射束的幾何學(xué)的圖。搜索雷達部4作為電磁波的波長例如使用C波段、例如把半徑約200Km的所謂寬范圍定為搜索范圍，檢測在其范圍內(nèi)發(fā)生或通過的目標氣象現(xiàn)象。這樣，當觀測范圍大時，不能忽略地表面730具有的曲率、以及途中所存在的山、建筑物等障礙物的影響。即，在遠方，雷達射束732成為從很高的高空通過了，存在著利用搜索雷達部4不能觀測低層中的氣象現(xiàn)象的可能性。還有，存在著在遠方因射束擴展故使空間分辨率降低的問題。但是，根據(jù)本系統(tǒng)，即使是距這樣的搜索雷達部4很遠的氣象現(xiàn)象，也能夠選擇附近的觀測雷達部24，通過該觀測雷達部進行高分辨率觀測。因為觀測雷達部分散配置在各地，所以，如能觀測對應(yīng)于觀測雷達部相互間隔的范圍，即可。因此，觀測雷達部可使用比搜索雷達部4到達距離短的，波長短的電磁波，例如X波段或Ka波段的電磁波。即，通過使用這樣短的波長的電磁波雖然其到達距離變短了，但是，另一方面，能夠減小射束734的射束寬度，能夠取得高的空間分辨率。這樣，本系統(tǒng)利用搜索雷達部4進行氣象現(xiàn)象的搜索，利用觀測雷達部24對由此檢測出的現(xiàn)象進行高分辨率觀測。
圖15為示出本系統(tǒng)的搜索雷達部4及觀測雷達部24的配置之一例的模式平面圖。圖中，黑圓符號表示搜索雷達部4的位置，多個三角符號表示各個觀測雷達部24的位置。如圖示那樣，在本系統(tǒng)中，根據(jù)搜索雷達部4的復(fù)蓋區(qū)，分散配置多個觀測雷達部24。
當搜索雷達部4的氣象現(xiàn)象檢測部712檢測出例如在其搜索范圍內(nèi)移動的氣象現(xiàn)象750-1～750-5時，觀測雷達選定部724選擇例如其附近的觀測雷達部24a～24e。然后，控制信息設(shè)定部722計算出從所選擇的觀測雷達部24看到的氣象現(xiàn)象的方位等，進而，確定該觀測雷達部24的掃描范圍。把所確定的掃描范圍傳送給該觀測雷達部24，將其設(shè)定在該觀測雷達部24中。例如，當搜索雷達部4在時刻T=TOBJ(n)檢測出氣象現(xiàn)象750-1時，選擇觀測雷達部24a，使其在觀測雷達部24a上進行高分辨率觀測。當氣象現(xiàn)象移動在時刻T=TOBJ(n+1)來到氣象現(xiàn)象750-2的位置上時，搜索雷達部4將其檢測出來，選擇相應(yīng)于氣象現(xiàn)象750-2的位置的觀測雷達部24b，使其在觀測雷達部24b上進行高分辨率觀測。下面，一直到氣象現(xiàn)象750移動到搜索雷達部4的搜索范圍以外之前，都重復(fù)這一工作。此時，搜索雷達部4例如進行氣象現(xiàn)象的移動預(yù)測，將其結(jié)果通知給所選擇的觀測雷達部24，該觀測雷達部24基于此信息跟蹤氣象現(xiàn)象。在這里，描述了選擇一個觀測雷達部24之例，但是，如上面描述了的那樣，也可以選擇多個觀測雷達部24，使氣象現(xiàn)象同時進行高分辨率觀測。
還有，在圖示例中，把搜索雷達部4定為一個，但是，也可以將其分散配置在多個不同的地點上。在這種情況下，例如以匯總多個搜索雷達部4的工作的方式來構(gòu)成這些控制部702。
在利用上述那樣的結(jié)構(gòu)，通過多個觀測雷達部24觀測在較寬范圍內(nèi)的氣象狀況的情況下，借助于基于來自搜索雷達部4的信息對各觀測雷達部24的工作進行控制，能夠高效率地進行高精度的測定。
再者，與第5實施例相同，在控制部702中能夠包括移動預(yù)測部，它基于來自各觀測雷達部24的當前及過去數(shù)據(jù)，進行作為氣象現(xiàn)象的移動預(yù)測。由此，能夠預(yù)測觀測目標物從當前把它捕捉的觀測雷達部接著向哪一個觀測雷達部的復(fù)蓋區(qū)移動。
還有，與第6實施例相同，在各觀測雷達部24中也可以包括移動預(yù)測部，它基于本身的觀測數(shù)據(jù)對觀測目標物的移動進行預(yù)測，其結(jié)構(gòu)可變更該觀測雷達部的掃描范圍。
圖16為用于說明本系統(tǒng)工作之一例的時序圖?？刂撇?02通過雷達聯(lián)合控制部706控制驅(qū)動搜索雷達部4，例如在其第K個周期的終了瞬間(K)上，進行相應(yīng)于在該周期內(nèi)檢測出的觀測目標物的觀測雷達部24的設(shè)定。在圖示之例中，在周期n的掃描內(nèi)，搜索雷達部4作為觀測目標物檢測出目標1、2、3這三個。然后，控制部702在時刻T(m)，例如對觀測雷達部A指示目標1、2的觀測，還有，對觀測雷達部B指示目標1、3的觀測。在這里，控制部702判斷出目標1處于觀測雷達部A、B雙方的復(fù)蓋區(qū)內(nèi)，指定目標物1作為此二觀測雷達部的觀測對象。具體地說，控制部702的雷達聯(lián)合控制部706例如基于從搜索雷達部4取得的數(shù)據(jù)，對觀測雷達部A、B各自的觀測用雷達控制部26設(shè)定掃描范圍。當觀測雷達部A中設(shè)定了對應(yīng)于目標1,2的掃描范圍時，觀測雷達部A在搜索雷達部4進行周期(n+1)的搜索期間內(nèi)，基于這些掃描范圍交替地重復(fù)觀測這兩個目標1、2。還有，當觀測雷達部B中設(shè)定了對應(yīng)于目標1、3的掃描范圍時，觀測雷達部B基于這些掃描范圍交替地重復(fù)觀測這兩個目標1、3。再者，在確定各目標的掃描范圍時，控制部702也可以考慮從氣象觀測裝置網(wǎng)700取得的數(shù)據(jù)。
那么，一直到雷達聯(lián)合控制部706變更了觀測用雷達控制部26的設(shè)定之前，繼續(xù)進行這樣的在觀測雷達部A中的目標1、2的交替觀測及在觀測雷達部B中的目標1、3的交替觀測。例如在搜索雷達部4的周期(n+1)的掃描終了的瞬間T(n+1)，能夠進行該變更。在圖示之例中，在周期(n+1)的掃描內(nèi)，搜索雷達部4作為觀測目標物檢出目標2、3、4這三個?？刂撇?02基于其檢測數(shù)據(jù)，判斷為目標2存在于觀測雷達部A的復(fù)蓋區(qū)內(nèi)，目標3、4存在于觀測雷達部B的復(fù)蓋區(qū)內(nèi)。然后，雷達聯(lián)合控制部706例如，對觀測雷達部A只指示目標2的觀測，還有，對觀測雷達部B指示目標3、4的觀測。即，把在觀測雷達部A的觀測用雷達控制部26中設(shè)定的掃描范圍從對應(yīng)于周期n設(shè)定了的對應(yīng)于目標1、2的兩個掃描范圍更新成為只對應(yīng)于目標2新位置的掃描范圍。另一方面，把在觀測雷達部B的觀測用雷達控制部26中設(shè)定的掃描范圍從對應(yīng)于周期n設(shè)定了的對應(yīng)于目標1、3的兩個掃描范圍更新成為對應(yīng)于目標3新位置的掃描范圍、及對應(yīng)于新檢測出的目標4的掃描范圍。由此，觀測雷達部A進行重復(fù)掃描及觀測目標2的工作，另一方面，觀測雷達部B進行交替掃描及觀測目標3、4的工作。
根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，搜索數(shù)據(jù)取得部取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)，目標物存在檢測部基于該數(shù)據(jù)檢測出目標物的存在，使觀測用雷達天線向著由其確定的掃描范圍進行目標物的觀測。由此，觀測用雷達變成沒有必要從寬范圍檢測目標物了，縮小了其射束寬度，取得了可進行更高空間分辨率測定的效果。還有，由于目標物的檢測由搜索數(shù)據(jù)取得部進行，故觀測用雷達可延長對已檢測出的目標物的觀測，具有觀測的時間分辨率也提高了的效果。
根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，由具有搜索用雷達天線的搜索用雷達構(gòu)成搜索數(shù)據(jù)取得部。搜索用雷達帶來能夠以較短的周期、實時地掃描廣闊的范圍，檢測出目標物的效果。
根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，搜索用雷達天線進行依據(jù)方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角變更的3維掃描。由此，可取得進一步擴大目標物檢測范圍的效果。
根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，通過搜索用雷達天線使用扇形射束進行搜索，具有能夠縮短目標物搜索時間的效果。
還有，根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，根據(jù)由搜索用雷達的3維掃描取得的數(shù)據(jù)生成對應(yīng)于等高PPI(CAPPI)顯示的搜索數(shù)據(jù)。通過進行CAPPI，具有觀測者把握依據(jù)裝置的觀測狀況變得容易的效果。
根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，由于具有基于過去搜索數(shù)據(jù)預(yù)測目標物的存在的移動預(yù)測部、或者，基于過去高分辨率觀測數(shù)據(jù)預(yù)測目標物的存在的移動預(yù)測部，故即使在目標物的移動速度比搜索用雷達的搜索1個周期快的情況下，也能夠不將其丟失而跟蹤，具有能夠繼續(xù)進行觀測的效果。
還有，根據(jù)本發(fā)明氣象觀測雷達系統(tǒng)，把觀測用雷達分散配置到多個地點上，對其與搜索用雷達進行聯(lián)合控制。由此，可取得能夠高效率地進行較寬范圍的觀測的效果。
權(quán)利要求
1．一種氣象觀測雷達系統(tǒng)，對移動的目標物進行搜索、觀測，其特征在于向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；以及基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；利用上述觀測用雷達天線進行目標物的高分辨率觀測。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于，上述搜索數(shù)據(jù)取得部包括對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線；以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角的變更，即使之進行3維掃描。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于上述搜索用雷達天線發(fā)射在仰角方向上呈扇形擴展了的扇形射束；上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描及仰角的變更，即，使之進行3維掃描。
5．根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于上述搜索數(shù)據(jù)取得部進而包括搜索數(shù)據(jù)處理部，根據(jù)由上述3維掃描取得的數(shù)據(jù)生成對應(yīng)于等高PPI顯示的搜索數(shù)據(jù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象觀測雷達系統(tǒng)，其特征在于上述搜索用雷達天線發(fā)射在仰角方向上呈扇形擴展了的扇形射束；上述搜索用雷達控制部使上述搜索用雷達天線進行方位方向的旋轉(zhuǎn)掃描。
7．一種氣象觀測雷達系統(tǒng)，對移動的目標物進行搜索、觀測，其特征在于向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部，該搜索數(shù)據(jù)取得部包含對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線、以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于使用上述搜索用雷達天線已取得的過去的上述搜索數(shù)據(jù)，對上述目標物的存在進行預(yù)測的移動預(yù)測部，利用上述觀測用雷達天線進行目標物的高分辨率觀測。
8．一種氣象觀測雷達系統(tǒng)，對移動的目標物進行搜索、觀測，其特征在于向著上述目標物的觀測用雷達天線；取得搜索區(qū)域內(nèi)的搜索數(shù)據(jù)的搜索數(shù)據(jù)取得部，該搜索數(shù)據(jù)取得部包含對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線、以及對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，確定依據(jù)上述觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述掃描范圍，對上述觀測用雷達天線進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于使用上述觀測用雷達天線已取得的過去的高分辨率觀測數(shù)據(jù)，對上述目標物的存在進行預(yù)測的移動預(yù)測部，利用上述觀測用雷達無線進行目標物的高分辨率觀測。
9．一種氣象觀測雷達系統(tǒng)，對移動的目標物進行搜索、觀測，其特征在于，配置在互相不同的地點上，分別向著上述目標物的多個觀測用雷達天線；對上述搜索區(qū)域進行掃描的搜索用雷達天線；以及連接到那些觀測用雷達天線及搜索用雷達天線上，對它們的掃描驅(qū)動進行控制的控制部，上述控制部具有對上述搜索用雷達天線進行掃描驅(qū)動的搜索用雷達控制部；基于上述搜索數(shù)據(jù)，檢測出上述目標物的存在的目標物存在檢測部；基于已檢測出的存在信息，分別確定依據(jù)上述各觀測用雷達天線的掃描范圍的掃描范圍確定部；基于上述各掃描范圍，對上述各觀測用雷達天線分別進行掃描驅(qū)動的觀測用雷達控制部；以及基于上述各觀測用雷達天線的接收數(shù)據(jù)，生成上述目標物的高分辨率觀測數(shù)據(jù)的高分辨率觀測數(shù)據(jù)處理部。
全文摘要
一種氣象觀測雷達系統(tǒng),一面檢測出目標物,一面繼續(xù)對其進行詳細觀測。搜索雷達部4具有通過控制部6使搜索用雷達天線2進行旋轉(zhuǎn)掃描,繼續(xù)從寬搜索范圍內(nèi)偵察氣象現(xiàn)象的功能。掃描范圍確定部42基于氣象現(xiàn)象檢測部40檢測出的氣象現(xiàn)象位置等,確定觀測雷達部24的掃描范圍,將其設(shè)定到觀測用雷達控制部26中。搜索雷達部4繼續(xù)進行搜索,另外,觀測用雷達天線22使用細射束對于窄掃描范圍繼續(xù)進行觀測,能夠進行空間分辨率及時間分辨率高的測定。
文檔編號G01W1/00GK1230692SQ9812344
公開日1999年10月6日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月30日
發(fā)明者若山俊夫, 畑清之, 田中久理 申請人:三菱電機株式會社