多普勒气象雷达湍流目标检测与信号处理研究
发布时间：2021-04-13 17:04
灾害性天气对飞机的飞行安全带来很大的危害和影响,多普勒气象雷达可以实现对台风、湍流和风切变等极端天气的有效探测和预警,目前仍是一项重要的技术手段并获得了广泛应用。由于大气环境变化的突发性和复杂性,多普勒气象雷达对恶劣气象的探测还存在许多技术难题,例如地杂波抑制和湍流目标的解速度模糊等问题。信号处理是多普勒气象雷达系统的重要组成部分,开展多普勒气象雷达信号处理关键技术的深入研究,有助于提高雷达检测气象目标的性能,具有重要的学术研究意义和较大的应用价值。本文深入研究了多普勒气象雷达的湍流目标检测方法、解速度模糊和地杂波抑制等关键技术,主要贡献和创新工作如下:1.提出了一种机载多普勒气象雷达湍流目标检测的仿真方案,采用湍流三维风场模型提高了仿真系统的逼真度。该方法采用理论模型的相关函数矩阵来生成三维风场模型,建立了基于Von Karman模型和Dryden模型的三维仿真湍流模型,进行了两种模型的理论分析和数值仿真对比。仿真结果及分析表明,基于Von Karman的湍流仿真模型的相关特性与理论值有较好的一致性,可以较好满足机载多普勒气象雷达湍流检测对湍流风场模型的仿真要求。2.提出了一种机载多...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
波束有效照射深度
的影响；注意雷达探测机场的径向和飞机跑道之间的夹角；注意回波强度较弱时的下击暴流等。当飞机起飞或着落时穿过微下击暴流就有可能遇到气流而影响飞行。图2-7描述了此时飞机可能受到的影响，虚线为飞机预先计划飞行路线，实线为受下击暴流干扰下可能的飞行路线。如果飞机正好穿过下击暴流的中心，则有很大几率会快速下落，危及飞行安全。
湍流的形成可能是由于雷暴、急流或气压变化等很多气象因素引起的，即使件下也会出现。当飞机在飞行过程中穿过湍流区域，不仅会有明显的颠簸感强度较大还极有可能危及飞行安全。为了保证飞行任务，确保人员安全，对可能出现的湍流进行检测和预警以实现危险情况的规避是非常必要的。飞行现，且可操作性强，是研究飞机飞行特性的主要方法。由于湍流被看作是一现象，要从多普勒雷达测量的平均速度和谱宽来分析湍流运动，首先需要对性和风场模型进行分析。流风场建模 大气湍流风场特性湍流是由尺度大小各异的大量涡旋综合作用而形成的。大气中任意一点观测是由大小各异的涡旋贡献的。如果把一个涡旋看成是由一个涡管形成的，湍作是多个涡管相互作用和相互缠绕而形成的，其构成示意图如图 3-1 所示，管的涡度场。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ka波段固态发射机体制云雷达和激光云高仪探测青藏高原夏季云底能力和效果对比分析[J]. 吴翀,刘黎平,翟晓春. 大气科学. 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波段双偏振雷达退速度模糊的分析[J]. 杜爱军,魏鸣,李南,王炳赟,王会. 科学技术与工程. 2017(10)
[4]多波段双偏振天气雷达识别降水类型的模拟研究[J]. 杨通晓,袁招洪. 高原气象. 2017(01)
[5]基于快速余差查表法的脉冲多普勒雷达解距离模糊算法[J]. 洪兴勇. 微型机与应用. 2017(04)
[6]三维变分方法反演风场的效果检验[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 高原气象. 2016(04)
[7]垂直指向的Ka波段云雷达观测的0℃层亮带自动识别及亮带的特征分析[J]. 刘黎平,周淼. 高原气象. 2016(03)
[8]双线偏振雷达和相控阵天气雷达技术的发展和应用[J]. 刘黎平,胡志群,吴翀. 气象科技进展. 2016(03)
[9]基于灰度共生矩阵的自适应雷达杂波抑制[J]. 黄云仙,杨文强,马烁,艾未华. 气象科学. 2016(02)
[10]复合高斯杂波下的3种目标检测算法研究[J]. 付克兰,詹旭. 通信技术. 2015(11)
硕士论文
[1]基于常规气象参数的大气湍流建模技术研究[D]. 石鹏飞.国防科学技术大学 2011
[2]典型风场的多普勒天气雷达速度图象模拟与识别及暴雨实例分析[D]. 夏文梅.南京气象学院 2002
[3]机载前视风切变气象雷达信号处理技术研究[D]. 骆文成.西北工业大学 2001
本文编号：3135685
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
波束有效照射深度
的影响；注意雷达探测机场的径向和飞机跑道之间的夹角；注意回波强度较弱时的下击暴流等。当飞机起飞或着落时穿过微下击暴流就有可能遇到气流而影响飞行。图2-7描述了此时飞机可能受到的影响，虚线为飞机预先计划飞行路线，实线为受下击暴流干扰下可能的飞行路线。如果飞机正好穿过下击暴流的中心，则有很大几率会快速下落，危及飞行安全。
湍流的形成可能是由于雷暴、急流或气压变化等很多气象因素引起的，即使件下也会出现。当飞机在飞行过程中穿过湍流区域，不仅会有明显的颠簸感强度较大还极有可能危及飞行安全。为了保证飞行任务，确保人员安全，对可能出现的湍流进行检测和预警以实现危险情况的规避是非常必要的。飞行现，且可操作性强，是研究飞机飞行特性的主要方法。由于湍流被看作是一现象，要从多普勒雷达测量的平均速度和谱宽来分析湍流运动，首先需要对性和风场模型进行分析。流风场建模 大气湍流风场特性湍流是由尺度大小各异的大量涡旋综合作用而形成的。大气中任意一点观测是由大小各异的涡旋贡献的。如果把一个涡旋看成是由一个涡管形成的，湍作是多个涡管相互作用和相互缠绕而形成的，其构成示意图如图 3-1 所示，管的涡度场。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ka波段固态发射机体制云雷达和激光云高仪探测青藏高原夏季云底能力和效果对比分析[J]. 吴翀,刘黎平,翟晓春. 大气科学. 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波段双偏振雷达退速度模糊的分析[J]. 杜爱军,魏鸣,李南,王炳赟,王会. 科学技术与工程. 2017(10)
[4]多波段双偏振天气雷达识别降水类型的模拟研究[J]. 杨通晓,袁招洪. 高原气象. 2017(01)
[5]基于快速余差查表法的脉冲多普勒雷达解距离模糊算法[J]. 洪兴勇. 微型机与应用. 2017(04)
[6]三维变分方法反演风场的效果检验[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 高原气象. 2016(04)
[7]垂直指向的Ka波段云雷达观测的0℃层亮带自动识别及亮带的特征分析[J]. 刘黎平,周淼. 高原气象. 2016(03)
[8]双线偏振雷达和相控阵天气雷达技术的发展和应用[J]. 刘黎平,胡志群,吴翀. 气象科技进展. 2016(03)
[9]基于灰度共生矩阵的自适应雷达杂波抑制[J]. 黄云仙,杨文强,马烁,艾未华. 气象科学. 2016(02)
[10]复合高斯杂波下的3种目标检测算法研究[J]. 付克兰,詹旭. 通信技术. 2015(11)
硕士论文
[1]基于常规气象参数的大气湍流建模技术研究[D]. 石鹏飞.国防科学技术大学 2011
[2]典型风场的多普勒天气雷达速度图象模拟与识别及暴雨实例分析[D]. 夏文梅.南京气象学院 2002
[3]机载前视风切变气象雷达信号处理技术研究[D]. 骆文成.西北工业大学 2001
本文编号：3135685
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