梁 華，韓海濤，黨選發(fā)，劉永強，趙 文，劉冰鑫

(甘肅省氣象信息與技術(shù)裝備保障中心，甘肅 蘭州 730020)

引 言

新一代天氣雷達是監(jiān)測強對流等災(zāi)害性天氣過程的重要探測設(shè)備，隨著氣象業(yè)務(wù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)報員對天氣雷達資料的實時性需求越來越突出。中國氣象局要求2020年12月1日起，全國新一代天氣雷達停止雷達基數(shù)據(jù)原格式數(shù)據(jù)文件的傳輸和服務(wù)，面向各類用戶實現(xiàn)徑向數(shù)據(jù)流傳輸格式數(shù)據(jù)的推送，天氣雷達基數(shù)據(jù)格式實現(xiàn)單軌運行。

在天氣雷達數(shù)據(jù)傳輸方面，通過高速并行通道UPP傳輸將雷達采集回波信息同步傳輸至DSP并實現(xiàn)實時高速存儲[1]，通過雷達單站資料傳輸和區(qū)域雷達同步觀測可實現(xiàn)本省及周邊雷達基數(shù)據(jù)和產(chǎn)品在1 min之內(nèi)到達預(yù)報員桌面[2]，通過建立多任務(wù)集成傳輸軟件實現(xiàn)雷達數(shù)據(jù)傳輸[3-4]，通過同步數(shù)字體系實現(xiàn)基于公用電信數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的雷達數(shù)據(jù)傳輸功能[5]，通過改進傳輸和壓縮算法設(shè)計了一套基數(shù)據(jù)上傳程序有效緩解了RPGCD程序占用系統(tǒng)資源問題[6]；在天氣雷達數(shù)據(jù)監(jiān)控方面，通過開發(fā)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)雷達設(shè)備的遠程協(xié)助、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測等主要功能[7]，采用線程控制機制實現(xiàn)對新一代天氣雷達運行的各種實時數(shù)據(jù)進行采集、處理及監(jiān)控功能[8-12]，基于NET Framework平臺開發(fā)了新一代天氣雷達值班平臺實現(xiàn)雷達運行狀態(tài)和資料傳輸狀態(tài)的實時監(jiān)控[13]，通過設(shè)計繼電器開關(guān)來控制雷達分機電源實現(xiàn)遠程復(fù)位與信號波形監(jiān)控功能[14-17]；在天氣雷達流傳輸研究方面，針對雷達徑向流傳輸數(shù)據(jù)丟失情況制定重傳策略和處理邏輯[18]，開發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸臺站級監(jiān)控報警系統(tǒng)實現(xiàn)雷達掃描狀態(tài)、數(shù)據(jù)流上行傳輸、標準格式基數(shù)據(jù)本地存儲等實時監(jiān)控和短信報警[19]，利用數(shù)據(jù)庫及日志掃描監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)流傳輸?shù)姆椒╗20]。以上研究有的是對雷達基數(shù)據(jù)傳輸方面的研究，有的是對雷達基數(shù)據(jù)、流傳輸數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)監(jiān)控方面的研究，而針對天氣雷達徑向數(shù)據(jù)流實時數(shù)據(jù)跨網(wǎng)段傳輸方面的研究較少。在高度信息化和網(wǎng)絡(luò)化的今天，對于數(shù)據(jù)的實時性要求越來越高，根據(jù)設(shè)計要求，新一代天氣雷達的實時數(shù)據(jù)均不能跨越路由器進行遠程傳輸，給遠程用戶帶來較大的局限性，同時中國氣象局最新下發(fā)的《天氣雷達基數(shù)據(jù)標準格式業(yè)務(wù)切換工作方案》(1)中國氣象局預(yù)報與網(wǎng)絡(luò)司. 《天氣雷達基數(shù)據(jù)標準格式業(yè)務(wù)切換工作方案》[氣預(yù)函〔2020〕41號].僅實現(xiàn)徑向數(shù)據(jù)流傳輸功能，并不涉及雷達狀態(tài)和雷達控制，本文針對這些問題，實現(xiàn)真正意義上的雷達實時徑向數(shù)據(jù)流傳輸和遠程實時顯示，還可以監(jiān)控雷達運行狀態(tài)和雷達遠程控制，從而提高遠程雷達技術(shù)保障效率。

1 徑向流傳輸

目前中國氣象局將在網(wǎng)運行的新一代天氣雷達徑向數(shù)據(jù)流傳輸?shù)搅烁魇庀缶中畔⒅行摹！短鞖饫走_基數(shù)據(jù)標準格式業(yè)務(wù)切換工作方案》中規(guī)定了天氣雷達數(shù)據(jù)的兩種傳輸方式：文件傳輸和徑向流傳輸，以及文件傳輸方式的傳輸路由、傳輸文件名、文件格式、傳輸協(xié)議、傳輸目錄、文件命名規(guī)則，徑向流傳輸方式的傳輸路由、通信協(xié)議、通信端口、傳輸方式、數(shù)據(jù)包類型和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。以文件為單位進行傳輸，通過對原始數(shù)據(jù)保存目錄進行監(jiān)視，監(jiān)視到新的數(shù)據(jù)文件生成后，采用FTP協(xié)議將數(shù)據(jù)文件上傳至遠程FTP服務(wù)器，遠程計算機上運行的產(chǎn)品終端軟件讀取數(shù)據(jù)文件，進行處理和顯示?？梢钥闯?，在徑向流傳輸實現(xiàn)以前，采用文件單位的數(shù)據(jù)傳輸方式有一定的滯后性，尤其是在雷達體掃模式下，不考慮傳輸?shù)臅r間開銷，遠程用戶也要在6 min之后才能得到數(shù)據(jù)，實時性不強。

雷達徑向數(shù)據(jù)是指天氣雷達在一個方位角度上不同距離的多種數(shù)據(jù)，包括強度、速度、譜寬等。雷達站雷達軟件(RDA)向省級實時分發(fā)徑向數(shù)據(jù)流，省級通信系統(tǒng)接收后逐徑向流數(shù)據(jù)向國家級實時轉(zhuǎn)發(fā)，并根據(jù)需求，接收完逐徑向/逐仰角/逐體掃的數(shù)據(jù)后，在本地生成標準格式的基數(shù)據(jù)文件，分發(fā)至本省數(shù)據(jù)環(huán)境；國家級通信系統(tǒng)實時接收省級轉(zhuǎn)發(fā)的徑向數(shù)據(jù)流，同樣根據(jù)需求生成標準格式的基數(shù)據(jù)文件，分發(fā)至國家級數(shù)據(jù)環(huán)境。圖1為徑向數(shù)據(jù)流的傳輸路由。徑向數(shù)據(jù)流傳輸采用Socket通信方式進行逐徑向?qū)崟r傳輸，實現(xiàn)雷達徑向流傳輸數(shù)據(jù)從雷達站點到省級、國家級節(jié)點的可靠、穩(wěn)定傳輸。省級傳輸軟件作為服務(wù)端，以端口2226監(jiān)聽雷達站RDA的Socket接入；國家級傳輸軟件以端口2226監(jiān)聽省級服務(wù)端的Socket接入。省級服務(wù)端以端口12821(FTP協(xié)議)監(jiān)聽雷達站RDA上傳的體掃文件；國家級服務(wù)端以端口12821(FTP協(xié)議)監(jiān)聽省級服務(wù)端上傳的體掃文件。

圖1 徑向數(shù)據(jù)流傳輸路由Fig.1 Radial data flow transmission routing

雷達站—省級傳輸：雷達站雷達軟件作為客戶端主動向省級傳輸軟件發(fā)起TCP連接，省級傳輸軟件作為服務(wù)端接收。省級—國家級傳輸：省級主動向國家級傳輸軟件發(fā)起TCP連接，國家級傳輸軟件接收。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 設(shè)計思路

組播協(xié)議允許一臺主機發(fā)送的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機復(fù)制到多個加入此組播的主機，是一種一對多的通訊方式。優(yōu)點在于既節(jié)省服務(wù)器資源也節(jié)省網(wǎng)絡(luò)主干的帶寬資源，但組播協(xié)議沒有補包機制，因為組播采用UDP的傳輸方式，并不是一對一的，因此無法有針對性地進行補包，所以組播協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不可靠。新一代天氣雷達采集監(jiān)控程序通過UDP組播形式向局域網(wǎng)內(nèi)進行徑向數(shù)據(jù)流傳輸，由于網(wǎng)絡(luò)安全方面原因省級氣象部門局域網(wǎng)內(nèi)針對組播端口基本都是關(guān)閉的，無法跨局域網(wǎng)跨路由接收顯示各臺站徑向數(shù)據(jù)流信息，目前雷達站業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議徑向數(shù)據(jù)流傳輸?shù)礁魇庀缶中畔⒅行?，且無顯示畫面功能。因此，為滿足預(yù)報員對天氣雷達資料的實時性需求和方便省級雷達保障部門數(shù)據(jù)監(jiān)控，且在不影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行的情況下，需要另外增加一條傳輸通道，通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)雷達臺站徑向數(shù)據(jù)流到省級部門的傳輸，圖2為具體流程圖。

圖2 徑向數(shù)據(jù)流傳輸流程圖Fig.2 Radial data flow transmission flow diagram

為滿足省局用戶實時顯示雷達徑向流數(shù)據(jù)，需要在雷達本站氣象局增設(shè)一臺遠程傳輸服務(wù)器(RTS)布設(shè)徑向數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換傳輸軟件，在省級用戶內(nèi)網(wǎng)電腦增加遠程用戶終端(RTC)布設(shè)徑向數(shù)據(jù)流實時控制、監(jiān)控和回波顯示軟件。具體數(shù)據(jù)傳輸方式分為業(yè)務(wù)系統(tǒng)線路和新增傳輸通道線路。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)線路：雷達站采集監(jiān)控程序通過UDP組播協(xié)議將雷達徑向數(shù)據(jù)流進行組播發(fā)送；實時顯示軟件實時接收UDP組播的雷達徑向數(shù)據(jù)流信息，并實時顯示、存儲。存儲基數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)到PUP/RPG產(chǎn)品終端進行二次產(chǎn)品生成及顯示；實時顯示終端實時接收UDP組播的雷達徑向數(shù)據(jù)流信息，并按《新一代天氣雷達數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范》進行轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議傳輸，省氣象局信息中心布設(shè)的流傳輸接收軟件進行實時接收及基數(shù)據(jù)文件存儲。

新增傳輸通道線路：在雷達本站氣象局增設(shè)一臺遠程傳輸服務(wù)器增加徑向數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換傳輸軟件，將采集監(jiān)控程序UDP組播的雷達徑向數(shù)據(jù)流信息進行接收，并轉(zhuǎn)化為TCP/IP協(xié)議的雷達徑向數(shù)據(jù)流進行傳輸；在省級用戶內(nèi)網(wǎng)電腦增加遠程用戶終端徑向數(shù)據(jù)流實時控制、監(jiān)控和回波顯示軟件，實時接收并顯示雷達徑向數(shù)據(jù)流信息，進行選擇存儲基數(shù)據(jù)文件等功能。

2.2 軟件架構(gòu)

整個系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，即客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，由遠程傳輸服務(wù)器軟件(RTS)和遠程傳輸客戶端軟件(RTC)組成(本方案對目前雷達軟硬件、工作模式等均無影響，這里系統(tǒng)是指新增加的RTS和RTC，下同)。RTS軟件運行于遠程傳輸服務(wù)器上，實現(xiàn)雷達數(shù)據(jù)、狀態(tài)、指令轉(zhuǎn)換，通過網(wǎng)絡(luò)直接與雷達主機、遠程終端通訊，由其實現(xiàn)遠程終端和雷達主機的交互通訊。RTC軟件運行于遠程用戶終端上，用于遠程用戶實時回波、狀態(tài)顯示和雷達控制。

2.3 軟件設(shè)計

本方案是對前期CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件在網(wǎng)絡(luò)通訊功能上的補充，在天氣雷達操控、探測、產(chǎn)品處理等功能上無任何增加和刪減。因此，本方案的設(shè)計僅圍繞網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈接展開。CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件的各種性能指標在本文中不再重復(fù)描述。

目前CINRAD/CC型天氣雷達數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制指令都在一個局域網(wǎng)內(nèi)通訊，因此使用傳播效率高的UDP/IP組播方式進行工作。該方式最大缺點是無法通過路由器實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸。為解決該問題，本系統(tǒng)將增加遠程傳輸服務(wù)器，對遠程用戶采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，實現(xiàn)點對點、或者一點對多點的網(wǎng)絡(luò)傳輸，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸。圖3為網(wǎng)絡(luò)總體流程圖，客戶端和服務(wù)器端通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，服務(wù)器端創(chuàng)建套接字，等待客戶端的連接請求，當(dāng)客戶端開始連接遠程服務(wù)器時，服務(wù)器端開始對客戶端進行合法性判斷，如果客戶端是合法用戶，那么服務(wù)器端與客戶端進行通訊，客戶端開始處理接收服務(wù)器端數(shù)據(jù)文件并實現(xiàn)雷達終端控制、監(jiān)控和回波實時顯示功能。

圖3 網(wǎng)絡(luò)總體流程圖Fig.3 Overall network flow chart

RTS軟件分成網(wǎng)絡(luò)連接模塊、用戶管理模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。網(wǎng)絡(luò)連接功能模塊主要有兩大功能，即本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息接收和遠程網(wǎng)絡(luò)的連接功能。本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息接收功能是指RTS軟件和雷達主機在雷達局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊，在保證不改變現(xiàn)有用戶工作模式的情況下實現(xiàn)與雷達系統(tǒng)的互聯(lián)互通，本地網(wǎng)絡(luò)通訊使用UDP/IP組播網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。遠程網(wǎng)絡(luò)連接功能是指RTS軟件和遠端RTC軟件通過遠程網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的功能，它的實現(xiàn)能使遠端RTC軟件實時接收雷達數(shù)據(jù)，并能在遠端對雷達進行遠程控制，遠程網(wǎng)絡(luò)通訊使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。用戶管理模塊主要有遠程用戶增加、修改、刪除和遠程許可用戶識別兩項子功能。遠程用戶增加、修改、刪除是指通過該功能對遠程用戶信息進行增加、修改、刪除，每次的改動都無需軟件重新啟動，并能通過一個配置文件進行保存。遠程許可用戶識別是指通過RTS配置文件里的IP地址對遠程用戶進行識別。

網(wǎng)絡(luò)通訊模塊有4個子功能：本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息接收；本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制指令發(fā)送；遠程網(wǎng)絡(luò)的實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)；遠程網(wǎng)絡(luò)的實時指令接收。本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息接收是在不改動現(xiàn)有雷達硬件和雷達站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的前提下，實現(xiàn)雷達實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息接收，軟件外部使用UDP/IP組播網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制指令發(fā)送是指不改動現(xiàn)有雷達硬件和雷達站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)雷達實時數(shù)據(jù)發(fā)送，軟件外部使用UDP/IP組播網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。遠程網(wǎng)絡(luò)的實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)是指在局域網(wǎng)內(nèi)將雷達實時數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息接收以后再轉(zhuǎn)發(fā)至遠程網(wǎng)絡(luò)的客戶端，軟件外部通訊使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。遠程網(wǎng)絡(luò)的實時指令接收是指遠端許可的用戶在通過RTS檢驗以后，在遠端RTC軟件上發(fā)送給RTS的相關(guān)控制雷達指令，RTS軟件可以識別并接收，軟件外部使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。

RTS軟件本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，首先創(chuàng)建5個線程，使用組播通訊協(xié)議與雷達數(shù)據(jù)源進行聯(lián)網(wǎng)，等待雷達數(shù)據(jù)源，一旦接收到雷達數(shù)據(jù)就根據(jù)用戶配置管理轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 RTS軟件本地網(wǎng)絡(luò)工作流程圖Fig.4 The RTS software local area network work flow chart

RTS遠程網(wǎng)絡(luò)工作時，首先創(chuàng)建套接字并等待RTC軟件接入請求，有用戶接入時放置到臨時用戶中，然后判斷用戶是否為合法用戶，當(dāng)為合法用戶時RTS遠程服務(wù)器根據(jù)用戶列表發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，如圖5所示。

圖5 RTS遠程網(wǎng)絡(luò)工作流程圖Fig.5 The RTS remote network work flow chart

RTC軟件分成網(wǎng)絡(luò)連接模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和其余模塊3大部分。其中網(wǎng)絡(luò)連接模塊主要有服務(wù)器端鏈接功能和服務(wù)器端斷開后的重新自動鏈接功能。服務(wù)器端鏈接功能是通過RTC軟件配置文件里記錄的遠端RTS軟件的IP地址、端口進行網(wǎng)絡(luò)鏈接，網(wǎng)絡(luò)通訊使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。服務(wù)器端斷開后的重新自動鏈接功能實現(xiàn)了客戶端的自動連接(由于RTS軟件會由于各種原因與客戶端斷開鏈接)，該功能保證在RTS軟件重新正常運行后客戶端軟件自動和其進行鏈接并連接成功，保證客戶端軟件的實時性，網(wǎng)絡(luò)通訊使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)通訊模塊主要有實時數(shù)據(jù)接收功能和實時狀態(tài)信息接收功能。實時數(shù)據(jù)接收功能在通過RTS軟件對本客戶端驗證以后，獲取服務(wù)器端發(fā)送的實時雷達數(shù)據(jù)，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。實時狀態(tài)信息接收功能是在通過RTS軟件對本客戶端驗證以后，獲取服務(wù)器端發(fā)送的實時雷達狀態(tài)信息，軟件內(nèi)部使用CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件內(nèi)部接口約定。

其余模塊是指CINRAD/CC型天氣雷達監(jiān)控終端軟件對回波顯示、數(shù)據(jù)保存等功能。

RTC軟件工作流程，開始創(chuàng)建套接字并連接遠程服務(wù)器RTS軟件，根據(jù)用戶指令等待RTS軟件確認，如果在規(guī)定時間內(nèi)無響應(yīng)，則重新建立鏈接，如果有數(shù)據(jù)RTC客戶端就接收RTS軟件發(fā)過來的雷達數(shù)據(jù)和狀態(tài)并進行加工處理，最終實現(xiàn)RTC客戶端的雷達控制、監(jiān)控和回波實時顯示功能，如圖6所示。

圖6 RTC軟件工作流程Fig.6 The RTC software workflow

2.4 RTS與RTC通訊協(xié)議設(shè)計

2.4.1 雷達回波數(shù)據(jù)

雷達回波數(shù)據(jù)格式包括數(shù)據(jù)幀頭、數(shù)據(jù)幀信息和雷達數(shù)據(jù)信息三部分。第一部分數(shù)據(jù)幀頭表示雷達回波數(shù)據(jù)幀的開始，標志為“DATA”，4個字節(jié)；第二部分數(shù)據(jù)幀信息表征數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度等信息，大小32個字節(jié)；第三部分雷達數(shù)據(jù)信息包含上位機采集的雷達數(shù)據(jù)，單計4000個字節(jié)。雷達回波數(shù)據(jù)長度總計4036個字節(jié)，數(shù)據(jù)流方向為RTS→RTC。

2.4.2 雷達狀態(tài)信息數(shù)據(jù)

雷達狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式包括數(shù)據(jù)幀頭和雷達設(shè)備狀態(tài)信息兩部分。第一部分數(shù)據(jù)幀頭用于表示狀態(tài)數(shù)據(jù)的開始，標志為“ECH00”，共5個字節(jié)；第二部分為雷達設(shè)備狀態(tài)信息，共8個字節(jié)。雷達狀態(tài)信息數(shù)據(jù)長度總計13個字節(jié)；數(shù)據(jù)流方向為RTS→RTC。

2.4.3 雷達控制獲取回復(fù)指令

雷達控制獲取回復(fù)指令的數(shù)據(jù)格式包括數(shù)據(jù)幀頭和控制權(quán)是否獲取信息兩部分。第一部分數(shù)據(jù)幀頭用于表示RTC向RTS端申請控權(quán)，標志為“CONT”，共4個字節(jié)。第二部分控制權(quán)獲取信息有兩種情況，第一種為RTC成功獲取控制權(quán)，RTS發(fā)送給RTC的操作信息，標志為“SUCCESS”，7個字節(jié)；第二種為RTC控制權(quán)獲取失敗，RTS發(fā)送給RTC的操作信息，標志為“FAILURE”，大小7個字節(jié)。雷達控制獲取回復(fù)指令數(shù)據(jù)長度總計11個字節(jié)，數(shù)據(jù)流方向為RTS→RTC。

2.4.4 雷達控制指令

雷達控制指令的數(shù)據(jù)格式包括數(shù)據(jù)幀頭和雷達操作請求信息兩部分。第一部分數(shù)據(jù)幀頭用于表示雷達操作請求信息，標志為“COMMD”，共5個字節(jié)；第二部分雷達操作信息為各種對雷達的操作指令，大小8個字節(jié)?？刂浦噶顢?shù)據(jù)長度總計13個字節(jié)，數(shù)據(jù)流方向為RTC→RTS。

2.4.5 雷達控制權(quán)申請指令

雷達控制權(quán)申請指令數(shù)據(jù)格式為數(shù)據(jù)幀頭，即請求服務(wù)器端給予雷達的控制權(quán)，標志為“CONTRIGHT”共9個字節(jié)，數(shù)據(jù)流方向為RTC→RTS。

3 傳輸時效分析

相比以文件為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，基于C/S架構(gòu)的遠程數(shù)據(jù)傳輸方式的傳輸效率有大幅提升。以業(yè)務(wù)運行VCP21模式為例，采用文件傳輸方式時，需要經(jīng)過11層掃描、文件上傳等過程，遠程用戶才可以獲得回波數(shù)據(jù)；而采用基于徑向流傳輸?shù)倪h程傳輸方式，遠程用戶幾乎可以準時獲取雷達回波數(shù)據(jù)并按層進行數(shù)據(jù)落地。對于用戶比較關(guān)心的底層仰角(0.5°、1.5°)回波獲取至少可以提前幾乎一個體掃的時間(VCP21模式下為6 min)。

4 結(jié)論與討論

本系統(tǒng)采用的遠程傳輸服務(wù)器軟件直接從雷達主機所在局域網(wǎng)中獲取雷達回波數(shù)據(jù)，不需要對雷達站之前的狀態(tài)(軟件和硬件)做任何改變，因而在開發(fā)和部署期間均對雷達的運行、維護和保障沒有影響。

遠程傳輸客戶端軟件在遠程可以實現(xiàn)遠程控制、監(jiān)控、雷達回波實時顯示和數(shù)據(jù)存儲落地。遠程用戶能在網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點上監(jiān)測天氣過程和控制雷達運行狀態(tài)，給用戶帶來真正意義上的網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控和使用雷達的感受，也為將來管理部門集中對多部雷達進行實時監(jiān)控、觀察天氣過程打下良好基礎(chǔ)。

本系統(tǒng)采用的C/S架構(gòu)，使用標準的TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)雷達回波、雷達控制、狀態(tài)信息的傳輸，徑向流格式遵循中國氣象局信息中心下發(fā)的《天氣雷達基數(shù)據(jù)標準格式業(yè)務(wù)切換工作方案》。由于中國氣象局目前僅統(tǒng)一了雷達基數(shù)據(jù)的格式以及從流傳輸軟件至信息中心之間的數(shù)據(jù)格式和傳輸格式，但由于雷達型號之間的差異，從雷達RDA輸出數(shù)據(jù)至徑向流傳輸軟件之間的協(xié)議和數(shù)據(jù)格式并不統(tǒng)一，所以需要針對不同型號的雷達開發(fā)實時顯示和監(jiān)控系統(tǒng)，另外不同型號雷達的控制、參數(shù)輸出的接口和數(shù)據(jù)格式也不相同，所以存在不同型號的雷達分別開發(fā)軟件的事宜。本系統(tǒng)的原理和技術(shù)方法具有較強的適應(yīng)性，對實現(xiàn)其他型號雷達的遠程控制和顯示有借鑒意義。