一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法与流程

本发明涉及雷达探测，尤其涉及一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法。

背景技术：

1、基于综合因素考虑，天气雷达建站通常设置在地势较高的地方，雷达最低扫描仰角可以是-1°、0°和0.5°，通常天气雷达最低扫描仰角为0.5°；天气雷达在使用0.5°仰角扫描，在雷达理论最大探测范围内存在高大地物时，雷达波束会被地物遮挡，导致雷达无法探测到地物后面的云和降水，在雷达理论最大探测范围内不存在波束遮挡时，雷达波束下面的云和降水则无法被探测到；由于上述因素的影响，导致天气雷达存在探测盲区，无法探测到盲区的云和降水，从而无法真实反映探测盲区的目标信息，影响定量降水估测；然而，现有的评估检测方法，仅仅是评估地物对雷达探测范围的影响，对于地表上的等高度范围探测，目前暂无合理且精确的评估方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，解决了现有技术存在的不足。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，所述检测方法包括：

3、获取雷达站点信息以及该雷达站点所在范围的地形数据；

4、计算雷达馈源海拔高度、每个距离库的海拔高度、每个距离库的经纬度以及每个距离库所在位置上的地形高度；

5、在雷达体扫描模式下使用最低扫描仰角判断雷达各个方位角的实际最大探测距离，并根据计算得到雷达理论最大探测范围内近地面的遮蔽范围。

6、计算每个距离库的海拔高度包括：

7、计算雷达馈源海拔高度包括：将雷达所在位置海拔高度h1加上雷达馈源与雷达之间的距离h2得到雷达馈源的海拔高度h3；

8、对于每个扫描仰角的数据，遍历所有径向上的所有距离库，根据雷达测高公式计算出每个距离库对于的海拔高度，h表示每个距离库对应的海拔高度，h3表示雷达馈源位置海拔高度，r表示目标的倾斜距离，α表示雷达扫描的仰角，表示等效地球半径。

9、计算每个距离库的经纬度包括：根据雷达中心点经纬度、相对方位和距离，计算最低仰角下每个距离库所在扇形区域四个边界点对应的经纬度值；

10、计算每个距离库所在位置上的地形高度包括：遍历每个径向，根据每个距离库的扇形四个边界点的经纬度围成的矩形区域，计算该区域对应的地形高度的平均值，将平均值作为该距离库所在位置的地形高度。

11、所述在雷达体扫描模式下，使用最低扫描仰角判断雷达各个方位角的实际最大探测距离包括：

12、固定雷达仰角和方位角，依次增加距离库数，当距离库所在位置的地形海拔高度大于雷达波束距离库位置海拔高度时，将该距离库所在位置与雷达中心的水平距离标记为lmax，lmax为该仰角和方位角下雷达实际最大探测距离；之后，该雷达仰角和方位角下的雷达实际最大探测距离检测结束，不再增加距离库数。固定仰角，依次计算出各个方位角下的雷达实际最大探测距离。

13、所述根据计算得到雷达理论最大探测范围内近地面的遮蔽范围包括：

14、固定雷达仰角和方位角，依次增加距离库数，首先判断距离库距离雷达中心的距离是否小于lmax。若距离库位置距离雷达中心的距离小于lmax，当雷达波束距离库位置海拔高度小于检测海拔高度（地形海拔高度加上地表上空高度，下同）时，则认为该距离库所在的检测海拔高度不是雷达探测盲区；当雷达波束距离库位置海拔高度大于等于检测海拔高度时，则认为该距离库所在位置的检测海拔高度是雷达探测盲区，记录该距离库所在位置的仰角、方位角、距离库和检测海拔高度信息。若距离库的位置距离雷达中心的距离大于等于lmax，则当前距离库所在位置到最大距离库所在位置判定为雷达探测盲区，记录对应距离库所在位置的仰角、方位角、距离库和检测海拔高度信息。固定仰角，依次得到出各个方位角下的雷达探测盲区信息。

15、所述雷达站点信息包括雷达站的海拔高度、馈源高度、经纬度、扫描仰角参数、最大探测距离信息和距离分辨率；

16、获取雷达站点所在范围的地形数据包括：根据雷达最大探测距离信息，计算雷达站扫描的经纬度范围，根据数字高程模型地形数据存储规则，确定该雷达探测范围内的地形数据文件，然后按经度从东到西，纬度从北到南将覆盖的地形数据读入缓存备用。

17、所述检测方法还包括检测雷达组网遮蔽范围，其具体包括以下内容：

18、单个雷达理论最大探测范围用集合a表示，集合a包含了雷达理论最大探测范围内的经纬度数据集；雷达实际可探测范围用集合b表示，集合b包含了雷达实际可探测范围的经纬度数据集；雷达遮蔽范围用集合c表示，集合c包含雷达遮蔽范围的经纬度数据集，则三个集合的关系为；

19、在至少两个雷达进行组网时，雷达1的理论最大探测范围、实际可探测范围和遮蔽范围分别定义为集合a1、集合b1和集合c1，其关系为，雷达2的理论最大探测范围、实际可探测范围和遮蔽范围分别定义为集合a2、集合b2和集合c2，其关系为，则组网后的理论最大探测范围、实际可探测范围和遮蔽范围分别定义为集合a组、集合b组和集合c组，其关系为。

20、本发明具有以下优点：一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，对邻近雷达建站选址和雷达组网拼图工作有指导作用，在建设相邻雷达时解决低空相互弥补探测盲区问题提供参考信息；在探测盲区布设自动雨量站提供重要信息，探测盲区布设自动雨量站可以达到一定补盲的作用，提高定量降水估测的精度，从而提高山区山洪灾害预警的响应时间。

技术特征：

1.一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：计算雷达馈源海拔高度包括：雷达所在位置海拔高度h1加上雷达馈源与雷达之间的距离h2后，得到雷达馈源的海拔高度h3；

3.根据权利要求1所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：计算每个距离库的海拔高度包括：

4.根据权利要求3所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：所述在雷达体扫描模式下使用最低扫描仰角判断雷达各个方位角的实际最大探测距离包括：

5.根据权利要求3所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：所述根据计算得到雷达理论最大探测范围内近地面的遮蔽范围包括：

6.根据权利要求1所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：所述雷达站点信息包括雷达站的海拔高度、馈源高度、经纬度、扫描仰角参数、最大探测距离信息和距离分辨率；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，其特征在于：所述检测方法还包括检测雷达组网遮蔽范围，其具体包括以下内容：

技术总结
本发明涉及一种天气雷达近地面探测盲区范围的检测方法，属于雷达探测技术领域，包括：获取雷达站点信息以及该雷达站点所在范围的地形数据；计算雷达馈源海拔高度、每个距离库的海拔高度、每个距离库的经纬度以及每个距离库所在位置上的地形高度；在雷达体扫描模式下使用最低仰角来判断雷达各个方位角的实际最大探测距离，并根据计算得到雷达理论最大探测范围内近地面的遮蔽范围。本发明对邻近雷达建站选址和雷达组网拼图工作有指导作用，在建设相邻雷达时解决低空相互弥补探测盲区问题提供参考信息；在探测盲区布设自动雨量站提供重要信息，且可以达到一定补盲的作用，提高定量降水估测的精度，从而提高山区山洪灾害预警的响应时间。

技术研发人员：罗继成,谢承华,王海龙,王志强
受保护的技术使用者：成都远望科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15