L波段雷達(dá)探測過程中遇到的問題與處理方法

馬兵+田野+劉廣強(qiáng)+艾青+王靜+王堯平

摘 要：高空探測是研究大氣過程的最基礎(chǔ)手段。L波段二次測風(fēng)雷達(dá)和數(shù)字探空儀配合完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸。該文通過從高空探測系統(tǒng)使用過程中遇到的問題入手，歸納了一些問題與解決方法。希望對問題的及時(shí)解決能提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：高空探測；L波段雷達(dá)；解決方法

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）22-0125-02

Abstract：Upper-air sounding is the most basic method to study atmospheric process. The L band two wind detecting radar cooperate digital radiosonde to complete data acquisition and transmission. In this paper，some problems and solutions are summarized from the problems encountered in the process of using the high-altitude sounding system. I hope that the timely solution to the problem can provide useful reference.

Key words：Upper-air sounding ；L band radar；Solution method

1 引言

大氣中各種物理過程和天氣變化都是在三維空間中進(jìn)行的，不同層次的大氣性質(zhì)和過程各不相同，地面以上各個(gè)高度的氣流情況有很大差異，因此需進(jìn)行高空探測來獲取空中各層的氣象要素值。高空探測是研究大氣中各種熱力和動(dòng)力過程，以及天氣分析和預(yù)報(bào)的最基礎(chǔ)手段。常規(guī)的高空探測又是大氣探測系統(tǒng)中最重要的組成部分。

2 高空探測系統(tǒng)的概述和特點(diǎn)

L波段高空探測系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的新一代氣象探空系統(tǒng)，它由L波段二次測風(fēng)雷達(dá)和一次性使用的GTS1型數(shù)字探空儀相配合，由充滿氫氣的氣球把探空儀帶到高空，可綜合探測由地面至空中30km以上高度范圍內(nèi)大氣中各層次的氣溫、氣壓、相對濕度、風(fēng)向和風(fēng)速5個(gè)氣象要素，也可單獨(dú)探測風(fēng)向和風(fēng)速。L波段雷達(dá)具有精密度高、采樣速率快、抗干擾性能好、自動(dòng)跟蹤強(qiáng)、使用方便等特點(diǎn)。探空儀具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點(diǎn)。

3 雷達(dá)使用過程中遇到的問題與解決方法

雷達(dá)在使用過程中會(huì)遇到一些情況，如干擾、亂碼、丟球等現(xiàn)象。那么怎樣去解決，是我們面臨的主要問題。本人對所出現(xiàn)的問題有一些匯總，下面按問題出現(xiàn)在高空探測過程中的階段分別進(jìn)行闡述。

3.1 開機(jī)后天線的抖動(dòng)問題及解決辦法 高空氣象探測雷達(dá)的天線，是由4個(gè)相控-電掃-微帶拋物面天線組成。雷達(dá)開機(jī)時(shí)電壓不穩(wěn)易造成天線的抖動(dòng)，天線電纜將會(huì)出現(xiàn)接觸不良，如有故障，則不能及時(shí)、有效排除。

解決辦法：平和有序開啟雷達(dá)主機(jī)電源—示波器電源—驅(qū)動(dòng)機(jī)電源，可以為開驅(qū)動(dòng)預(yù)熱，有效防止打開設(shè)備瞬間的電壓不穩(wěn)，解決天線抖動(dòng)。同時(shí)注意儀器放到放球點(diǎn)時(shí)的仰角過低也會(huì)使天線抖動(dòng)。

3.2 探空儀放在放球點(diǎn)后增益過大，凹口不清晰問題及解決辦法 增益應(yīng)在30～50，凹口應(yīng)清晰，增益過大，會(huì)使凹口不清晰，可見需要在放球前對增益、頻率進(jìn)行調(diào)整，以防因?yàn)槔走_(dá)與探空儀之間沒達(dá)到最佳狀態(tài)，使升空后跟蹤不好的現(xiàn)象。

解決辦法：放球前設(shè)置好增益在手動(dòng)位置，數(shù)值60～70，示波器顯示切換在角度跟蹤即4條亮線上，放球前一直放在4條亮線狀態(tài)。天控打到自動(dòng)狀態(tài)，距離跟蹤打到自動(dòng)狀態(tài)，如果斜距超出正常距放球點(diǎn)的距離，說明頻率調(diào)高了，要根據(jù)實(shí)際情況，降低頻率。根據(jù)自動(dòng)站的放球時(shí)的瞬時(shí)風(fēng)向，確定儀器出手后的大致方位（計(jì)算方法為：風(fēng)向±180），根據(jù)自動(dòng)站的風(fēng)速，初步確定儀器出手后仰角的大致位置（經(jīng)驗(yàn)：4m/s，仰角大致在35°～45°），做到心中有數(shù)，左手手指一直放在控制盒上，為快速切換做準(zhǔn)備。控制盒上的放球功能鍵為特殊情況下強(qiáng)制放球使用。

3.3 放球中天線“死位”問題及解決辦法 放球中雷達(dá)的仰角、方位角會(huì)出現(xiàn)“死位”問題。需要快速解決，以免影響雷達(dá)跟蹤。解決辦法：仰角、方位角“鎖死”不動(dòng)，驅(qū)動(dòng)箱E燈或A燈熄滅。重新開關(guān)驅(qū)動(dòng)箱解決。放球軟件界面顯示仰角或方位角數(shù)字不動(dòng)，天線轉(zhuǎn)?？焖侔呀缑嫔稀鞍l(fā)射機(jī)”開關(guān)關(guān)閉，天控開關(guān)置于手動(dòng)擋，按順序關(guān)閉開啟雷達(dá)，來激活雷達(dá)與終端的通訊，天控開關(guān)置于自動(dòng)擋，“發(fā)射機(jī)”開關(guān)打開。

3.4 放球中雷達(dá)高仰角丟球問題及解決辦法 雷達(dá)常見高仰角/過頂丟球，氣球施放短時(shí)間內(nèi)，由于近地面風(fēng)使氣球仰角升高快，方位變化快而產(chǎn)生。這時(shí)副班人員立即指揮主班人員手動(dòng)抓球，但遇大風(fēng)、大霧等惡劣條件，氣球快速入云或不可見，使副班人員指揮主班人員手動(dòng)抓球受阻礙，需要主班人員盲抓?；驓馇蚴┓乓欢螘r(shí)間后由于干擾等原因丟球，需要主班人員盲抓。

解決辦法：丟球后，大致確定的仰角位置，初確定仰角。示波器顯示切換在角度跟蹤，天控開關(guān)切換為手動(dòng)，點(diǎn)開高壓自動(dòng)，增益為手動(dòng)，搖動(dòng)方位（天線搖一圈大約20s的時(shí)間），4條亮線會(huì)突然打起來飽和，上竄2次（1個(gè)旁瓣、1個(gè)主瓣），然后點(diǎn)天控自動(dòng)，點(diǎn)增益自動(dòng)，示波器顯示切換在距離跟蹤即轉(zhuǎn)到凹口狀態(tài)，找下面粗橫線上小亮點(diǎn)位置（下面粗橫線為16km范圍），點(diǎn)一下距離快速按鈕是600m，確定方位角。如有飛點(diǎn)，刪除點(diǎn)子，飛點(diǎn)多，先整屏刪除。根據(jù)高差，搖動(dòng)仰角，高差負(fù)值，仰角降低8°～10°，高差正值，升高仰角8°～10°（角度要根據(jù)實(shí)際情況操作），確定仰角。搖動(dòng)方位左右8°～10°，再次確定方位角。點(diǎn)天控自動(dòng)、點(diǎn)增益自動(dòng)。之后在恢復(fù)點(diǎn)進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

高空探測不僅需要L波段雷達(dá)和數(shù)字探空儀配合完成，更需要主班和副班人員密切配合及應(yīng)對突發(fā)狀況的處變不驚，快速有序的解決問題。在實(shí)際操作過程中經(jīng)驗(yàn)的積累十分重要，把問題解決在初級(jí)階段，以防出現(xiàn)大的問題，保證數(shù)據(jù)正常的采集傳輸，進(jìn)一步提高工作質(zhì)量，通過不斷的學(xué)習(xí)和研究，提高業(yè)務(wù)能力，促進(jìn)高空探測的更好的展開和發(fā)展，從而提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度，更好的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]樊振德，劉鳳琴，徐磊，等.L波段（1型）高空氣象探測系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊[M].北京：氣象出版社，2005.

[2]張靄琛.現(xiàn)代氣象觀測[M].北京：北京大學(xué)出版社，2000.

（責(zé)編：施婷婷）endprint