气象科技管理信息系统

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硬件故障导致的雷达数据错误及质控方法研究

成果登记号: 中气科成登[2016]0010
成果名称: 硬件故障导致的雷达数据错误及质控方法研究
第一完成单位: 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
研究时间: 2013-10  至  2015-10
研究领域: 综合观测
成果分类: 应用技术类
成果形式: 软件;方法  
来源计划: 部门基金
成果简介: 研究背景:多普勒天气雷达是中小尺度灾害性天气的重要监测工具,目前,中国新一代多普勒天气雷达网建设已经初具规模,中国气象局开展了雷达数据共享、组网拼图、资料同化等业务应用和研究,并且多普勒雷达资料在数值预报模式中开始应用,VIPS等短时临近预报系统已开始业务运行。然而,当雷达发射机、接收机、伺服系统出现故障时,常常导致雷达探测数据错误,并且具有突发性,预报和业务应用人员难以识别和无法控制等特点。这些错误雷达探测数据一旦进入业务系统,就会降低短时临近预报系统及数值预报模式的准确率,不仅影响本地预报员对回波的识别、判断,而且进入数据共享系统后,对中国新一代多普勒天气雷达网有着重要影响,直接影响周边地区及国家级精细化预报及其它定量气象业务应用的精度,只有对硬件故障导致的多普勒雷达异常回波进行质量控制,才能够过滤错误数据,保障雷达探测数据的可靠性,满足各种业务应用要求,为预报方法的改进提供科学依据。
技术原理及性能指标:1采用基于雷达硬件状态检查的异常回波数据质量控制方法
对因雷达硬件故障导致的异常回波与状态信息记录进行分析,通过与正常回波的雷达状态信息记录相比较,找出不同类型雷达异常回波的状态数据特征和判据,实现对错误数据的识别和质量控制。
2采用基于图像相似度和差异检测的雷达异常回波数据质量控制方法
采用数字图像处理技术,计算相邻体扫、相同仰角的雷达回波面积、强度变化,图像相似度等相关参数,并进行统计分析,找出正常与异常回波的参数差异。
3采用基于模糊逻辑算法确定雷达异常回波阈值和指标
通过建立隶属函数,找出雷达异常回波参数的阈值。
技术的创新性:提出了基于模糊逻辑的硬件故障导致的雷达数据错误的质量控制方法。
技术的成熟度:利用石家庄雷达站2004-2013年雷达故障数据进行了识别效果检验,对故障数据的总体识别率在90%以上,实现了事后数据质量控制。
适用范围和安全性:新一代天气雷达。
应用情况及存在问题:在河北省实现了对雷达数据的事后处理。需要进一步对实时资料进行质量控制。
获奖情况:无
登记形式: 登记
成果年度: 2016
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