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基于低空风廓线雷达的机场低空风探测解决方案
发布时间:2014年 02月 18日

方案简要说明

本方案面向机场用户,利用低空风廓线雷达获取机场跑道上空的风场信息,利用具有超高时空分辨率的风廓线数据反演生成风切变预警信息,保障飞行器的安全起降。  

应用背景

长期以来,如何实时了解低空风场状况,一直困扰着机场导航保障人员。传统的脉冲体制低空测风雷达只能以60米的距离分辨率探测400米以上空域风场数据,空间分辨率低和盲区大的问题满足不了机场日益提高的安全需求。而目前其它低空风场探测手段如声波雷达、测风塔等又因噪音扰民、投资大且使用不方便等原因,在应用和推广上遇到阻力。为弥补脉冲体制风廓线雷达对低空风场探测的不足,提高低空风场数据获取率,我所凭借在风廓线系列雷达和连续波雷达研制方面积累的丰富经验,创新性研发出专门用于获取低空风场数据的低空风廓线雷达,实现以5米的距离分辨率连续探测近地面20米至600米区间的风场数据,能够有效提高低空风场数据的获取率,获取跑道垂直上空的风切变信息,为飞机的起降提供安全保障。 

工作原理

根据Bragg散射定理,当电磁波遇到尺度为其波长一半的大气湍流时会产生后向散射。后向散射信号中包含有湍流的多普勒信息,采用多普勒技术可以获取湍流相对于雷达的镜像速度,通过进行多个方向的径向速度探测,在一定的假设条件下可反演出后向散射信号在不同高度上的水平风向、水平风速和垂直风速信息,从而获取大气风廓线数据。实际仪器设计为三波束或五波束轮流探测,沿各波束探测方向获取径向风速信息,最后合成水平风速、风向和垂直运动信息。

方案构成

低空风廓线雷达工作示意图

 

低空风廓线雷达风廓线数据截图

优势特点

(1)探测数据时空分辨率高。空间分辨率4米和16米,时间分辨率小于1分钟。

(2)系统组成简单,占地面积约9平方米,可实现各种复杂地形条件下的垂直风场探测需求。

(3)系统操作简便,由一台计算机完成雷达控制、数据反演和风廓线产品生成,可方便实现远程操作。

应用领域

该解决方案可同时适用于风能资源勘探、大气边界层科学研究、风灾预警以及环境气象监测等领域。 

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