多普勒氣象雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測與信號處理研究
發(fā)布時間:2021-04-13 17:04
災(zāi)害性天氣對飛機的飛行安全帶來很大的危害和影響,多普勒氣象雷達(dá)可以實現(xiàn)對臺風(fēng)、湍流和風(fēng)切變等極端天氣的有效探測和預(yù)警,目前仍是一項重要的技術(shù)手段并獲得了廣泛應(yīng)用。由于大氣環(huán)境變化的突發(fā)性和復(fù)雜性,多普勒氣象雷達(dá)對惡劣氣象的探測還存在許多技術(shù)難題,例如地雜波抑制和湍流目標(biāo)的解速度模糊等問題。信號處理是多普勒氣象雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分,開展多普勒氣象雷達(dá)信號處理關(guān)鍵技術(shù)的深入研究,有助于提高雷達(dá)檢測氣象目標(biāo)的性能,具有重要的學(xué)術(shù)研究意義和較大的應(yīng)用價值。本文深入研究了多普勒氣象雷達(dá)的湍流目標(biāo)檢測方法、解速度模糊和地雜波抑制等關(guān)鍵技術(shù),主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新工作如下:1.提出了一種機載多普勒氣象雷達(dá)湍流目標(biāo)檢測的仿真方案,采用湍流三維風(fēng)場模型提高了仿真系統(tǒng)的逼真度。該方法采用理論模型的相關(guān)函數(shù)矩陣來生成三維風(fēng)場模型,建立了基于Von Karman模型和Dryden模型的三維仿真湍流模型,進(jìn)行了兩種模型的理論分析和數(shù)值仿真對比。仿真結(jié)果及分析表明,基于Von Karman的湍流仿真模型的相關(guān)特性與理論值有較好的一致性,可以較好滿足機載多普勒氣象雷達(dá)湍流檢測對湍流風(fēng)場模型的仿真要求。2.提出了一種機載多...
【文章來源】:西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
波束有效照射深度
的影響;注意雷達(dá)探測機場的徑向和飛機跑道之間的夾角;注意回波強度較弱時的下?lián)舯┝鞯。?dāng)飛機起飛或著落時穿過微下?lián)舯┝骶陀锌赡苡龅綒饬鞫绊戯w行。圖2-7描述了此時飛機可能受到的影響,虛線為飛機預(yù)先計劃飛行路線,實線為受下?lián)舯┝鞲蓴_下可能的飛行路線。如果飛機正好穿過下?lián)舯┝鞯闹行模瑒t有很大幾率會快速下落,危及飛行安全。
湍流的形成可能是由于雷暴、急流或氣壓變化等很多氣象因素引起的,即使件下也會出現(xiàn)。當(dāng)飛機在飛行過程中穿過湍流區(qū)域,不僅會有明顯的顛簸感強度較大還極有可能危及飛行安全。為了保證飛行任務(wù),確保人員安全,對可能出現(xiàn)的湍流進(jìn)行檢測和預(yù)警以實現(xiàn)危險情況的規(guī)避是非常必要的。飛行現(xiàn),且可操作性強,是研究飛機飛行特性的主要方法。由于湍流被看作是一現(xiàn)象,要從多普勒雷達(dá)測量的平均速度和譜寬來分析湍流運動,首先需要對性和風(fēng)場模型進(jìn)行分析。流風(fēng)場建模 大氣湍流風(fēng)場特性湍流是由尺度大小各異的大量渦旋綜合作用而形成的。大氣中任意一點觀測是由大小各異的渦旋貢獻(xiàn)的。如果把一個渦旋看成是由一個渦管形成的,湍作是多個渦管相互作用和相互纏繞而形成的,其構(gòu)成示意圖如圖 3-1 所示,管的渦度場。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ka波段固態(tài)發(fā)射機體制云雷達(dá)和激光云高儀探測青藏高原夏季云底能力和效果對比分析[J]. 吳翀,劉黎平,翟曉春. 大氣科學(xué). 2017(04)
[2]A Ka-band Solid-state Transmitter Cloud Radar and Data Merging Algorithm for Its Measurements[J]. Liping LIU,Jiafeng ZHENG,Jingya WU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[3]C波段雙偏振雷達(dá)退速度模糊的分析[J]. 杜愛軍,魏鳴,李南,王炳赟,王會. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(10)
[4]多波段雙偏振天氣雷達(dá)識別降水類型的模擬研究[J]. 楊通曉,袁招洪. 高原氣象. 2017(01)
[5]基于快速余差查表法的脈沖多普勒雷達(dá)解距離模糊算法[J]. 洪興勇. 微型機與應(yīng)用. 2017(04)
[6]三維變分方法反演風(fēng)場的效果檢驗[J]. 王艷春,王紅艷,劉黎平. 高原氣象. 2016(04)
[7]垂直指向的Ka波段云雷達(dá)觀測的0℃層亮帶自動識別及亮帶的特征分析[J]. 劉黎平,周淼. 高原氣象. 2016(03)
[8]雙線偏振雷達(dá)和相控陣天氣雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 劉黎平,胡志群,吳翀. 氣象科技進(jìn)展. 2016(03)
[9]基于灰度共生矩陣的自適應(yīng)雷達(dá)雜波抑制[J]. 黃云仙,楊文強,馬爍,艾未華. 氣象科學(xué). 2016(02)
[10]復(fù)合高斯雜波下的3種目標(biāo)檢測算法研究[J]. 付克蘭,詹旭. 通信技術(shù). 2015(11)
碩士論文
[1]基于常規(guī)氣象參數(shù)的大氣湍流建模技術(shù)研究[D]. 石鵬飛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]典型風(fēng)場的多普勒天氣雷達(dá)速度圖象模擬與識別及暴雨實例分析[D]. 夏文梅.南京氣象學(xué)院 2002
[3]機載前視風(fēng)切變氣象雷達(dá)信號處理技術(shù)研究[D]. 駱文成.西北工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號:3135685
【文章來源】:西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
波束有效照射深度
的影響;注意雷達(dá)探測機場的徑向和飛機跑道之間的夾角;注意回波強度較弱時的下?lián)舯┝鞯。?dāng)飛機起飛或著落時穿過微下?lián)舯┝骶陀锌赡苡龅綒饬鞫绊戯w行。圖2-7描述了此時飛機可能受到的影響,虛線為飛機預(yù)先計劃飛行路線,實線為受下?lián)舯┝鞲蓴_下可能的飛行路線。如果飛機正好穿過下?lián)舯┝鞯闹行模瑒t有很大幾率會快速下落,危及飛行安全。
湍流的形成可能是由于雷暴、急流或氣壓變化等很多氣象因素引起的,即使件下也會出現(xiàn)。當(dāng)飛機在飛行過程中穿過湍流區(qū)域,不僅會有明顯的顛簸感強度較大還極有可能危及飛行安全。為了保證飛行任務(wù),確保人員安全,對可能出現(xiàn)的湍流進(jìn)行檢測和預(yù)警以實現(xiàn)危險情況的規(guī)避是非常必要的。飛行現(xiàn),且可操作性強,是研究飛機飛行特性的主要方法。由于湍流被看作是一現(xiàn)象,要從多普勒雷達(dá)測量的平均速度和譜寬來分析湍流運動,首先需要對性和風(fēng)場模型進(jìn)行分析。流風(fēng)場建模 大氣湍流風(fēng)場特性湍流是由尺度大小各異的大量渦旋綜合作用而形成的。大氣中任意一點觀測是由大小各異的渦旋貢獻(xiàn)的。如果把一個渦旋看成是由一個渦管形成的,湍作是多個渦管相互作用和相互纏繞而形成的,其構(gòu)成示意圖如圖 3-1 所示,管的渦度場。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ka波段固態(tài)發(fā)射機體制云雷達(dá)和激光云高儀探測青藏高原夏季云底能力和效果對比分析[J]. 吳翀,劉黎平,翟曉春. 大氣科學(xué). 2017(04)
[2]A Ka-band Solid-state Transmitter Cloud Radar and Data Merging Algorithm for Its Measurements[J]. Liping LIU,Jiafeng ZHENG,Jingya WU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[3]C波段雙偏振雷達(dá)退速度模糊的分析[J]. 杜愛軍,魏鳴,李南,王炳赟,王會. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(10)
[4]多波段雙偏振天氣雷達(dá)識別降水類型的模擬研究[J]. 楊通曉,袁招洪. 高原氣象. 2017(01)
[5]基于快速余差查表法的脈沖多普勒雷達(dá)解距離模糊算法[J]. 洪興勇. 微型機與應(yīng)用. 2017(04)
[6]三維變分方法反演風(fēng)場的效果檢驗[J]. 王艷春,王紅艷,劉黎平. 高原氣象. 2016(04)
[7]垂直指向的Ka波段云雷達(dá)觀測的0℃層亮帶自動識別及亮帶的特征分析[J]. 劉黎平,周淼. 高原氣象. 2016(03)
[8]雙線偏振雷達(dá)和相控陣天氣雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 劉黎平,胡志群,吳翀. 氣象科技進(jìn)展. 2016(03)
[9]基于灰度共生矩陣的自適應(yīng)雷達(dá)雜波抑制[J]. 黃云仙,楊文強,馬爍,艾未華. 氣象科學(xué). 2016(02)
[10]復(fù)合高斯雜波下的3種目標(biāo)檢測算法研究[J]. 付克蘭,詹旭. 通信技術(shù). 2015(11)
碩士論文
[1]基于常規(guī)氣象參數(shù)的大氣湍流建模技術(shù)研究[D]. 石鵬飛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]典型風(fēng)場的多普勒天氣雷達(dá)速度圖象模擬與識別及暴雨實例分析[D]. 夏文梅.南京氣象學(xué)院 2002
[3]機載前視風(fēng)切變氣象雷達(dá)信號處理技術(shù)研究[D]. 駱文成.西北工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號:3135685
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