L波段二次測風(fēng)雷達(dá)的維護(hù)檢查與標(biāo)定

摘 要：減少高空探測的誤差，保證觀測資料的準(zhǔn)確性，是高空氣象探測工作的基本要求。通過對雷達(dá)的保養(yǎng)及維護(hù)能保證雷達(dá)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮雷達(dá)的性能。本文對GFE（L）-1型二次測風(fēng)雷達(dá)的精度檢查以及標(biāo)定方法和要求進(jìn)行總結(jié)，為同行對雷達(dá)維護(hù)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)；標(biāo)定；維護(hù)檢查

引言：L波段雷達(dá)室外天線系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的工作后，經(jīng)過風(fēng)吹日曬，雨霧天氣的侵蝕，雷達(dá)的各種零部件和元器件會腐蝕、生銹失去作用而產(chǎn)生故障。貴陽探空站按規(guī)定每年春秋兩季3月和10月進(jìn)行定期維護(hù)檢查及標(biāo)定。GFE（L）-1型二次測風(fēng)雷達(dá)的標(biāo)定對精度的要求很高，為保證雷達(dá)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，每次維護(hù)必須檢查和標(biāo)定天線裝置水平、仰角和方位、距離零點(diǎn)、天線及饋線系統(tǒng)的行波系數(shù)，機(jī)械軸、電軸、光軸的一致性。

測風(fēng)雷達(dá)的探測精度和跟蹤精度分為Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ三級，各個級別隨機(jī)誤差均方根值如表1。

天線轉(zhuǎn)角范圍為方位角（360°）。仰角不小于（-0.5°—+90°）

2..水平的調(diào)整

2.1（1）水平調(diào)整前先裝好主軸水準(zhǔn)器，再調(diào)整主軸與水平面垂直。調(diào)整時(shí)一人在值班室手動雷達(dá)控制天線轉(zhuǎn)動，另一個人在雷達(dá)天線處，二人用對講機(jī)通話配合，先轉(zhuǎn)到方位角，使主軸上某一個水準(zhǔn)器正常停在和某兩個千斤頂連線相平行的位置，調(diào)整其中一個千斤頂使水準(zhǔn)器的氣泡正好停在橫線中央，再調(diào)整第三個千斤頂使另一個水準(zhǔn)器的氣泡也正好停在橫線中央。（2）將天線的方位角旋轉(zhuǎn)180°，這時(shí)如果氣泡仍在橫線中央，說明水準(zhǔn)器安裝正確，如果偏離中央則需進(jìn)行校正。用調(diào)水準(zhǔn)器的專用工具調(diào)整水準(zhǔn)器兩端螺母使氣泡向橫線中央移動差值的一半，再用千斤頂修正差值的一半，然后再用上述方法重新檢查.校正.直至差值為零，水平調(diào)好，目的是讓雷達(dá)的天線主軸垂直于水平面，消除在不同的方位產(chǎn)生的仰角誤差。

2.2仰角零度的標(biāo)定

天線仰角在真實(shí)零度時(shí)，數(shù)據(jù)終端所讀取、顯示的仰角數(shù)據(jù)應(yīng)同為0度。由于該雷達(dá)天線陣的邊距較小，故采用經(jīng)緯儀法。在距天線20-30m處架設(shè)經(jīng)緯儀并調(diào)好水平，用經(jīng)緯儀內(nèi)的十字線觀察天線桁架邊緣線是否垂直。如果垂直說明天線仰角處于水平位置。如果不在水平位置，應(yīng)根據(jù)經(jīng)緯儀的觀察，輕微轉(zhuǎn)動天線仰角使其垂直。然后將主控箱俯仰角測量板上的標(biāo)定孔對地短路。此時(shí)，數(shù)據(jù)終端上的仰角數(shù)應(yīng)為零，仰角標(biāo)定完成。

2.3方位角的標(biāo)定

方位角的標(biāo)定需要3人配合進(jìn)行。1人用經(jīng)緯儀架設(shè)在雷達(dá)50m外的高處，用磁針標(biāo)定好方位，標(biāo)定時(shí)應(yīng)將本地的磁偏角計(jì)算進(jìn)去。1人用雷達(dá)瞄準(zhǔn)鏡。另一人在值班室轉(zhuǎn)動雷達(dá)天線，使經(jīng)緯儀和瞄準(zhǔn)鏡相互瞄準(zhǔn)，然后讀取經(jīng)緯儀的方位角α0雷達(dá)方位角為α1，轉(zhuǎn)動天線使雷達(dá)方位角在α1的基礎(chǔ)上增加（180-α0），保持仰角為0°，將方位軸角板（11-8號板）上的標(biāo)定孔對外短路。方位讀數(shù)為0.這時(shí)雷達(dá)數(shù)據(jù)終端顯示方位角讀數(shù)為00：00.方位角零度標(biāo)定完成。

2.4斜距的標(biāo)定采用已知距離法。將探空儀放在距離雷達(dá)300m左右的地方并測出精確直線距離。為避免探空儀回答信號延時(shí)的差異，應(yīng)選2-3個探空儀。取其平均值。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊控制面板上距離“前進(jìn)”或“后退”按鈕。使距離顯示值在300m左右。根據(jù)回波位置，撥動測距板上再把距離手/自動按鈕撥至“自動”狀態(tài)，觀察控制畫面上的距離顯示值是否在3000m左右出跳動，反復(fù)上述過程即達(dá)到標(biāo)定的目的。

3..三軸一致性的校正與調(diào)整

3.1三軸即：光軸 機(jī)械軸及電軸

光軸是指瞄準(zhǔn)鏡在正常工作位置時(shí)，其物鏡中十字線交點(diǎn)所對方向的射線。機(jī)械軸是指天線中心（方位軸、仰角軸的交點(diǎn)）向天線所指方向的射線。電軸是指波瓣交點(diǎn)所指方向的射線。

3.2光軸與天線仰角轉(zhuǎn)軸垂直的校正

將瞄準(zhǔn)鏡插人鏡架固定好，天線仰角轉(zhuǎn)到0°，轉(zhuǎn)動方位角，找到一個2km外的目標(biāo)物到十字線中，記下坐標(biāo)，固定方位不動，轉(zhuǎn)動仰角由0°到90°。同時(shí)觀察瞄準(zhǔn)點(diǎn)相對于目標(biāo)物的移動軌跡，若光軸與仰角轉(zhuǎn)軸垂直則瞄準(zhǔn)鏡逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°后，光軸與仰角軸平行，軌跡是一個“點(diǎn)”，若軌跡是一個90度的圓弧，則需調(diào)整，調(diào)整時(shí)用扳手先將瞄準(zhǔn)架三角鐵板上的三顆固定螺母松開然后調(diào)節(jié)三角鐵板上的螺釘，使瞄準(zhǔn)鏡的十字線中心向目標(biāo)移動原來偏移距離的一半即可。

3.3 光軸與機(jī)械軸的調(diào)整

將天線仰角轉(zhuǎn)至0度，調(diào)整方位使瞄準(zhǔn)鏡的物鏡反轉(zhuǎn)180°，十字線中心對準(zhǔn)目標(biāo)物，反轉(zhuǎn)物鏡180°，重插瞄準(zhǔn)鏡同時(shí)天線方位也轉(zhuǎn)到180°，仰角保持在0度，若目標(biāo)仍在十字線中心，說明光軸與水平面平行，小于3分之一小格為合格，大于3分之一小格則要調(diào)整。調(diào)整時(shí)先用起子把蝶形螺母對面的兩個固定螺釘松開，然后用扳手調(diào)整下部的兩個螺釘，調(diào)整光軸的仰角，使目標(biāo)離瞄準(zhǔn)鏡十字線中心的距離為上述偏差的一半即可。

3.4 光軸與電軸一致的調(diào)整

選擇一個風(fēng)速小的晴天，分別用雷達(dá)和瞄準(zhǔn)鏡同時(shí)觀查探空氣球，室內(nèi)觀察示波器的四條亮線，當(dāng)四條亮線；兩兩對齊的時(shí)候立即通知室外瞄準(zhǔn)鏡的觀測員，觀察回答在瞄準(zhǔn)鏡中的位置，并記下偏離十字線中心的數(shù)值，經(jīng)過10次以上的讀數(shù)，若回答器偏離十字線中心小于0.1度，為合格，大于0.1度則需調(diào)整，調(diào)整時(shí)，先打開天線裝置中心和差箱蓋板，然后調(diào)整調(diào)相器的長短使電軸與光軸一致。

4雷達(dá)的維護(hù)

4.1雷達(dá)維護(hù)分為日常維護(hù)、季度維護(hù)、年維護(hù)三種

4.2日常維護(hù)以平時(shí)的清潔機(jī)箱除灰、雨雪天是否漏水，電纜是否受潮，打雷天數(shù)據(jù)處理終端雷達(dá)各狀態(tài)、接口是否正常等。

4.3季度維護(hù)

季度維護(hù)主要是對雷達(dá)進(jìn)行比較全面的檢查維護(hù)，對復(fù)雜或重要部件進(jìn)行重點(diǎn)保養(yǎng)。

清楚天線及饋線系統(tǒng)外表的灰塵，清潔匯流環(huán)。

檢查并擰緊所有電纜接頭，插緊各接插元件（如集成塊要插到底等）。

檢查天線轉(zhuǎn)動系統(tǒng)是否靈活。

維護(hù)結(jié)束后，用固定目標(biāo)物回波，大致檢查接收機(jī)的靈敏度。利用晴天正點(diǎn)放球機(jī)會，做一次經(jīng)緯儀比較觀測記錄或在天線瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)觀測并記錄誤差，將記錄保存起來待下次校驗(yàn)用。

4.4年維護(hù)

年維護(hù)應(yīng)對全機(jī)進(jìn)行細(xì)致全面的檢查和維護(hù)保養(yǎng)，測量全機(jī)的主要技術(shù)性能。維護(hù)時(shí)間根據(jù)各地情況安排，盡量不要選在最冷和最熱季度進(jìn)行。維護(hù)時(shí)，可每天安排一部分，在幾天內(nèi)完成，維護(hù)內(nèi)容有：

對天線單元饋線接點(diǎn)的清潔檢查。

對有關(guān)部分進(jìn)行加油或換油。

對雷達(dá)各項(xiàng)標(biāo)定進(jìn)行檢查調(diào)整。

根據(jù)情況，確定是否要油漆室外裝置或部分補(bǔ)漆等。

季、年維護(hù)后一定要開機(jī)檢查，使雷達(dá)處于良好工作狀態(tài)才能維護(hù)結(jié)束。

5.結(jié)束語

每年春秋兩季的雷達(dá)標(biāo)定，能有效保證我們的測風(fēng)雷達(dá)穩(wěn)定，精確的運(yùn)行，為取得真實(shí)、有效、準(zhǔn)確的探測數(shù)據(jù)提供有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國氣象局監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司。L波段高空氣象探測系統(tǒng)維護(hù)、維修手冊（M）北京：氣象出版社，2004

[2] 常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊（M）北京：氣象出版社2012

[3] 張繼光，計(jì)萍，張敏，孟瑞GFE（L）型二次測風(fēng)雷達(dá)的工作原理及標(biāo)定2014

作者簡介

胡嘉歡（1970-），男，貴州省貴陽市人，本科學(xué)歷，助理工程師，單位：貴州省貴陽市氣象局。感謝貴州省氣象局信息中心吳興洋老師的指導(dǎo)。

（作者單位：貴州省貴陽市氣象局）