一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法，其具體步驟為：第一步，搭建毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校平臺(tái)，包括：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（1）、太陽(yáng)理論位置確定模塊（2）、太陽(yáng)位置測(cè)量模塊（3）、天線角度處理模塊（4）、天線控制器（5）、信號(hào)處理器（6）；第二步，太陽(yáng)理論位置確定模塊（2）確定太陽(yáng)理論位置；第三步，太陽(yáng)位置測(cè)量模塊（3）控制太陽(yáng)位置測(cè)量順序，采集時(shí)間、天線角度和大氣噪聲數(shù)據(jù)；第四步，天線角度處理模塊（4）處理采集的數(shù)據(jù)，確定和標(biāo)校天線角度誤差；至此，實(shí)現(xiàn)了毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校。本方法能夠方便快速地完成毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校，根據(jù)需要隨時(shí)標(biāo)校，保證了觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和高質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種暈米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法，特別是一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo) 校方法。
【背景技術(shù)】
[0003]毫米波氣象雷達(dá)主要用于云、霧、弱降水等目標(biāo)的探測(cè)，利用小粒子對(duì)電磁波的散 射作用，連續(xù)測(cè)量站點(diǎn)上空氣象目標(biāo)的回波信號(hào)，獲取高時(shí)空分辨率的氣象目標(biāo)信息，具有 對(duì)立體空間氣象目標(biāo)進(jìn)行精確定位觀測(cè)的能力?？蓱?yīng)用于大氣科學(xué)研究、人工影響天氣、云 自動(dòng)化觀測(cè)、機(jī)場(chǎng)氣象保障、軍事氣象保障等方面和領(lǐng)域。
[0004]毫米波氣象雷達(dá)對(duì)氣象目標(biāo)進(jìn)行精確定位觀測(cè)的一個(gè)必要條件就是天線電軸指 向的真實(shí)角度和與其對(duì)應(yīng)的方位、俯仰顯示數(shù)據(jù)之間需要嚴(yán)格保持一致。在實(shí)際工作中，對(duì) 每部毫米波氣象雷達(dá)都要進(jìn)行天線角度標(biāo)校，傳統(tǒng)的方法是利用標(biāo)校塔和信號(hào)源對(duì)天線電 軸指向角度進(jìn)行測(cè)量，對(duì)測(cè)量出的方位角和俯仰角誤差進(jìn)行修正。這種方法需要建設(shè)標(biāo)校 塔，或者是到具備條件的天線標(biāo)校場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)校，這樣使得天線角度的標(biāo)校受到限制，無(wú)法根 據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行標(biāo)校，在天線角度產(chǎn)生誤差時(shí)不能及時(shí)修正，影響了觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法，解決原有毫米波 氣象雷達(dá)依靠標(biāo)校塔不能隨時(shí)進(jìn)行天線角度標(biāo)校從而影響觀測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的問(wèn)題。
[0006]一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法，其具體步驟為:
第一步搭建天線角度標(biāo)校平臺(tái)
天線角度標(biāo)校平臺(tái)，包括:工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、太陽(yáng)理論位置確定模塊、太陽(yáng)位置測(cè)量模 塊、天線角度處理模塊、天線控制器、信號(hào)處理器，其中工業(yè)控制計(jì)算機(jī)包括:PCI總線、共 享內(nèi)存和串行通信接口。
[0007]太陽(yáng)理論位置確定模塊與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI總線連接，太陽(yáng)位置測(cè)量模塊 與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI總線連接，天線角度處理模塊與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI總線 連接，天線控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)串行通信接口連接，信號(hào)處理器與工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)通過(guò)PCI總線連接。
[0008]太陽(yáng)理論位置確定模塊、太陽(yáng)位置測(cè)量模塊和天線角度處理模塊運(yùn)行時(shí)加載到工 業(yè)控制計(jì)算機(jī)的共享內(nèi)存中；太陽(yáng)理論位置確定模塊用于確定太陽(yáng)理論位置的俯仰角、方 位角；太陽(yáng)位置測(cè)量模塊用于控制太陽(yáng)位置測(cè)量的執(zhí)行順序，采集和保存時(shí)間、雷達(dá)天線位 置和大氣噪聲數(shù)據(jù)；天線角度處理模塊用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出指示太陽(yáng)位置 的天線角度數(shù)據(jù)，確定天線角度誤差，進(jìn)行天線角度標(biāo)校；天線控制器用于控制天線按照太 陽(yáng)位置測(cè)量模塊設(shè)置的掃描參數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)，按照天線角度標(biāo)校模塊設(shè)置的參數(shù)和指令進(jìn)行定位和標(biāo)校；信號(hào)處理器用于按照太陽(yáng)位置測(cè)量模塊設(shè)置的雷達(dá)工作參數(shù)對(duì)大氣噪聲采樣信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
[0009]第二步太陽(yáng)理論位置確定模塊確定太陽(yáng)理論位置
太陽(yáng)理論位置確定模塊設(shè)置當(dāng)前日期、時(shí)間和雷達(dá)天線所在的經(jīng)度
θWD、諱度θWD參數(shù)，結(jié)合當(dāng)前日期、時(shí)間和雷達(dá)天線所在的經(jīng)度諱度各》參數(shù)，依據(jù)地球與太陽(yáng)的天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和公歷得到太陽(yáng)赤緯科θCD、時(shí)差θSC和時(shí)角θr，進(jìn)而得到此時(shí)太陽(yáng)在地球表面的理論位置，即與地平面的夾角俯仰角^和與地理北極的夾角方位角θYW。
[0010]太陽(yáng)赤緯的公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種毫米波氣象雷達(dá)天線角度標(biāo)校方法，其特征在于具體步驟為:第一步搭建天線角度標(biāo)校平臺(tái)天線角度標(biāo)校平臺(tái)，包括:工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)、太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)、太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)、天線角度處理模塊(4)、天線控制器(5)、信號(hào)處理器(6)，其中工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)包括:PCI總線(7)、共享內(nèi)存(8)和串行通信接口(9)；太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)PCI總線(7)連接，太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)PCI總線(7)連接，天線角度處理模塊(4)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)PCI總線(7 )連接，天線控制器(5 )與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)串行通信接口( 9 )連接，信號(hào)處理器(6 )與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)PCI總線(7 )連接；太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)、太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)和天線角度處理模塊(4)運(yùn)行時(shí)加載到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(I)的共享內(nèi)存(8)中；太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)用于確定太陽(yáng)理論位置的俯仰角、方位角；太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)用于控制太陽(yáng)位置測(cè)量的執(zhí)行順序，采集和保存時(shí)間、雷達(dá)天線位置和大氣噪聲數(shù)據(jù)；天線角度處理模塊(4)用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出指示太陽(yáng)位置的天線角度數(shù)據(jù)，確定天線角度誤差，進(jìn)行天線角度標(biāo)校；天線控制器(5)用于控制天線按照太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)設(shè)置的掃描參數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)，按照天線角度處理模塊(4)設(shè)置的參數(shù)和指令進(jìn)行定位和標(biāo)校；信號(hào)處理器(6)用于按照太陽(yáng)位置測(cè)量模塊(3)設(shè)置的雷達(dá)工作參數(shù)對(duì)大氣噪聲采樣信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理；第二步太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)確定太陽(yáng)理論位置太陽(yáng)理論位置確定模塊(2)設(shè)置當(dāng)前日期、時(shí)間和雷達(dá)天線所在的經(jīng)度諱度‘參數(shù)，結(jié)合當(dāng)前日期、時(shí)間和雷達(dá)天線所在的經(jīng)度《!?、諱度‘參數(shù)，依據(jù)地球與太陽(yáng)的天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和公歷得到太陽(yáng)赤緯、時(shí)差t和時(shí)角務(wù)，進(jìn)而得到此時(shí)太陽(yáng)在地球表面的理論位置，即與地平面的夾角俯仰角沒(méi)?和與地理北極的夾角方位角‘;太陽(yáng)赤緯&的公式為:
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK103576702SQ201310592249
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】任迎新, 周亭亭, 黃勇 申請(qǐng)人:北京無(wú)線電測(cè)量研究所