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              “把脈”雷達開好“藥方”
              ——探測中心完成6種型號雷達樣機技術升級

              來源:中國氣象報社   發布時間:2019年08月08日08:48
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              本文專家顧問:博雅娱乐氣象探測中心正研級高工邵楠、工程師王箫鵬

              采訪人:中國氣象報記者簡菊芳 

                核心閱讀

                ■統一了雷達定標和監測體系、體掃模式、關鍵適配參數等7項技術標准,並初次引入雷達故障預測與健康管理技術。

                ■速調管、彙流環等雷達關鍵器件質量大幅度提升,壽命延長了50%。

                ■對標世界氣象組織提出的9項技術指標,技術升級後,3項指標達到國際領先水平,4項指標達到國際先進水平,與美國等發達國家水平相當。

                技術升級,勢在必行

                自上世纪九十年代以来,我国陆续布设了200余部新一代天氣雷達,在天氣預報、气候预测、气象服务、防災減災、应对氣候變化等方面发挥了重要作用。

                但是,經過多年的運行,雷達存在可靠性變差和性能參數降低、軟件測試功能不完善、回波異常情況較多等問題。同時,各型號雷達定標方法、信號處理器算法等關鍵技術標准不統一,加之雷達技術的日益更新換代,原有雷達難以滿足氣象業務和服務新的需求。

                2016年,中国气象局综合观测司(以下简称“观测司”) 组织中国气象局气象探测中心(以下简称“探测中心”)对部分业务雷达(含CNRAD/SA、SB、SC、CB、CC、CD等型号)进行业务检查,发现抽检的雷达关键参数测量值全部合格的情况偏少。雷达软硬件,尤其是硬件存在的一些问题,影响了雷达观测数据质量和组网一致性,最终制约了防災減災效益发挥。

                按照博雅娱乐的要求,經過近三年的努力,探測中心完成了6種型號雷達樣機軟硬件的技術升級,並全部通過在站驗收測試。下一步,將按照統一的技術標准開始對全國布網雷達進行技術升級,並規範新建雷達生産。

                多項關鍵技術標准得以改進和統一

                技術升級所涉及的6種型號雷達樣機分別來自4個不同的生産廠家,定標方法、體掃模式、信號處理等均存在不一致性,影響了探測數據質量和後期資料同化。

                对此,探测中心提出了统一天氣雷達定标和监测体系、体扫模式、关键适配参数、软件测试平台、信号处理器、新增标准输出控制器、提升关键器件性能等7项雷达关键技术标准。

                技術升級後,各型號雷達在線自動測試、上傳監控狀態參數得到統一。同時,回波強度定標在各型號雷達中實現了定標方法、在線定標校正測試信號的統一,確保了組網雷達觀測數據的一致性。

                以統一定標和監測體系爲例,探測中心要求各型號雷達增加了相位噪聲、噪聲系數、雜波抑制參數在線測試等功能,爲技術升級後雷達布網觀測、探測數據應用、雷達維護管理等夯實了基礎。

                在統一體掃模式方面,各型號雷達同一體掃模式的仰角、層數、體掃周期、脈沖波形處理方式及探測範圍等主要參數在技術升級中得到統一。根據需要統一增加了高山模式,提高了雷達地物抑制能力,使雷達“視角”更寬闊,組網拼圖的覆蓋率更高。

                值得一提的是,此次技術升級還爲雷達初次引入了故障預測和健康管理技術。探測中心完成了各型號雷達整機、發射、接收、伺服等40余類指標分析入庫,建立了基于故障庫和數據分析模型的雷達健康“管家”模式。

                此举不只可以减少设备带“病”工作的几率,还可以指导保障人员对可能出现问题的组(部) 件提前进行维护,推动雷达由事后维修和定时维护逐步向基于状态维护的转变。

                性能改進,用數字說話

                如今,6部雷達樣機已經全部技術升級完畢。升級後的樣機系統相位噪聲等13項關鍵性能指標明顯提升,進一步增強了雷達對弱回波的探測能力。接收系統動態、相位噪聲、距離分辨率等7項技術指標達到或領先國際先進水平。

                雷達定標和監測體系、體掃模式、信號處理器算法等7項技術標准得以優化、統一,設備基本實現標准化、規範化。

                雷達回波強度定標在5個方面都實現了統一,雷達在線自動測試、上傳監控狀態參數統一爲5類67項;各型號雷達大幅增加在線監測參數,部分型號達200余項,技術升級後100余項適配參數能夠定時上傳,在確保組網雷達觀測資料一致性的同時,爲實時掌握雷達狀態提供了數據支撐。

                技術升級後,雷達速調管、彙流環等關鍵器件壽命均延長了1倍以上,雷達運行穩定性進一步提高。

                此外,此次技術升級中新增的標准輸出控制器,實現了雷達關鍵性能指標分析、10余類故障自動定位、4類業務定標過程管理、3類附屬設備遠程監控;內置的標准化遠程控制功能使得保障人員能夠通過網絡對雷達進行開關機、故障複位、模式切換等,滿足了雷達無人值守自動化運行要求,雷達維修效率提高67%、故障率降低10%,進一步提高了我國雷達保障信息化和智能化水平。

                (来源:《中国气象报》8月5日三版 责任编辑:崔国辉)

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