Multi-Scan 雷达使用常见问题解析.ppt

Multi-Scan 雷达使用 常见问题解析,Multi-Scan 雷达使用常见问题解析,一 机载雷达系统工作原理简介,我司机队安装的气象雷达系统为ROCKWELL COLLINS公司生产的WRT-2100型号的多波束扫描雷达WRT-2100多波束雷达使用上下两个扫描波束，雷达发出的单个波束为3.5发散角的圆锥体雷达波束特征,波束宽度计算公式: Beam Width (in feet) = (Distance in Nm + “00”) x 3.5,17,500 ft,Beam Width (50 Nm) =,105,000 ft,300 Nm,200 Nm,70,000 ft,100 Nm,35,000 ft,50 Nm,17,500 ft,3,500 ft,10 Nm,距飞机越近，波束越窄，扫到雷雨的切面越薄，采集的信息点越多,显示雷雨的分辨率越好 距飞机越远，波束越宽，更容易扫到雷雨，但雷雨的分辨率差,WRT-2100多波束雷达使用上下两个扫描波束， 雷达发出的单个波束为3.5发散角的圆锥体雷达波束特征,Beam Characteristics SummaryThe best weather definition occurs within 80 NM of the aircraft. Beyond 80 NM, the radar should be used for flight path planning purposes, not for weather analysis.,距离越远,波束越宽,雷达分辨雷雨细节的能力越差建议80nm以内对目标进行分析，80nm以外的显示主要作为确认目标的位置与存在及进行飞行计划,上下扫描波束,WRT-2100多波束雷达使用上下两个扫描波束。

两个波束的俯仰角由系统根据飞机的高度和地形自动设置,从而最佳的扫描雷雨的中下部(强反射率部位),起飞时两个波束向上看(上波束5.7度,下波束之高4.3度,显示为5度),随着飞机高度的增加,两个波束逐渐下俯,显示器上显示的为两个波束俯仰角的平均值.,1. Radar Scans Full Environment ( Long and Short Ranges) Continually Updates Scan Memories. Short and long range information taken from different beams,2. Scan Memories Store Radar Scan Data - Compensate For Aircraft Motion,3. Digital Processing Merges Scan Data Per Pilot Command - Elimi- nates Ground Clutter,4. Independently Controlled Clutter-Free Displays,优化俯仰调节角度,As the radar beam moves higher in the thunderstorm，reflectivity decreases 观察雷雨一定要观察雷雨的下部(根部),扫描雷雨的中上部位会造成回波弱的现象;但为了避免扫到过多的地面杂波影响对雷雨的观察,需要上调到一个折衷的俯仰角矛盾:既要观察雷雨的下部,又要避免产生过多的地面杂波,多波束雷达提供了解决方案,雷达能探测到的雷雨顶部,,,实际 雷雨 威胁 高度,雷达图像处理过程,全球气象模型数据库补偿,自动地面杂波抑制,自动存储大量数字化气象信息和地面回波,多波束自动扫描不同角度空间以获得全方位气象数据,,全自动操作模式操作，0-320海里无地面杂波显示,多波束雷达图像处理过程：,,零温度线上的温度补偿,NOTE: 雷达波束扫描到的气象信息全部储存在雷达里，但在ND上只显示影响飞机飞行航路的雷雨信息。

只显示影响飞行航路的气象信息,Ground Clutter Free,Attenuation Alert,40 NM Turbulence,OverFlight Protection,所有的气象情况都在存储器里面,只显示影响飞行航路的雷雨,雷达系统探测对象,Wet Hail,,,,,,,Dry Snow,Rain,Dry Hail,,,,,,,,,,,,雷达依靠探测雷雨中含水（降雨）量的多少来工作的，回波与雨量成正比；NOTE: 雷达无法探测雪，雾，含水率低的云，干性湍流, 闪电, 无法区分冰雹与降雨的差别,Multi-Scan 雷达使用常见问题解析,1.零温度线以上的自动温度增益补偿,,Bright Band,1、基于温度的补偿：基于温度的增益补偿相当于增加了雷雨的反射顶,使雷达能够看到雷雨更高的部分,,,零温度线以上的自动温度增益补偿相当于 增加了雷雨的可视高度,2.全球气象模型数据库的补偿,Bright Band,2、全球气象模型数据库补偿： 雷雨的含水反射率随地域及季节会产生很大的变化, 雷达系统自身装载的全球气象模型数据库自动补偿因季节、地域等造成的反射率差异，如陆地和海洋的差别。

海洋地区反射率较低,机载雷达系统两个重要特征,MULTI-SCAN雷达两个重要特性： 1. 零温度线以上的自动温度增益补偿 2. 全球气象模型数据库的补偿：MULTI-SCAN雷达的这两个重要属性，决定了在雷达的正常使用中，只需将增益设置在“CAL”位即可Multi-Scan 雷达使用常见问题解析,三 机组使用中常见问题解析,机组使用中常见问题： 地面无气象图像显示 自动模式地面杂波多 空中雷达图像出现全红 雷达图像显示与实际不符或无法看到地空雷雨 关于增益选择的几个提示,1.地面无气象图像显示,雷达控制面板：MAN/AUTO按钮：正常使用时，厂家建议将此按钮放置“AUTO”位 GCS（地面杂波抑制）按钮：地面起飞前，若看不到雷达气象信息，建议将此按钮拨至“OFF”位，用地面杂波是否出现判断雷达工作正常与否1.地面无气象图像显示,Automatic Operation. Ground Clutter Suppression turn off. This is the picture the radar is actually seeing.,地面杂波的显示是很好的确认雷达工作性能的方法。

GCS”开关拨至“OFF”位,Automatic Operation. Ground Clutter Suppression turn on. Optimal weather return on all range scales.,2.自动模式地面杂波多,2.自动模式地面杂波问题（1)自动位地面杂波无法去除（80海里以外） 解决：理解自动模式的自动调节补偿,补偿安装误差,抑制地面杂波（2)自动位地面杂波过多 解决：除原因（1），需认识到雷达需要5个扫描进行起始，以辨别地面杂波，进行滤除,2.自动模式地面杂波多,（1)自动位地面杂波无法去除（80海里以外）现象:自动模式爬升或巡航阶段观察到地面杂波(一般在80海里以外),原因:在更换雷达收发机或雷达驱动器之后,雷达需在第一次飞行的巡航高度,自动调整以补偿系统安装误差及飞机在空中结构弯曲变化造成对零参考面的影响,以实现高精度的波束俯仰角度,用以计算地面杂波的滤除.调整过程中杂波的出现并不影响中近程雷雨的探测,同时也可按需使用人工方式调整过程的实现需要在飞机进入①平飞状态, ②巡航高度, ③陆地飞行的情况下进行,一般需要几分钟的时间.调整结束后地面杂波完全滤除,此种情况下雷达的工作完全正常.,2.自动模式地面杂波多,杂波抑制需知道天线波束的精确俯仰角度: 天线驱动器和惯导系统的安装差异 飞机结构在空中的柔性变化对零参 考线的影响 雷达在巡航平飞开始后会进行自我 调整(几分钟),补偿上述误差,杂波的出现并不影响中近程雷雨的探测,同 时也可使用人工进行确认,2.自动模式地面杂波多,（2)自动位地面杂波过多除原因(1)外 ，需认识到雷达需要5个起始扫描，以辨别地面杂波，进行滤除： 当选择自动模式时,雷达需要进行5个扫描起始过程,5个扫描后，雷达进入常态工作。

在正常自动模式的工作状态下,如果在短时间内选择人工方式(38秒内),再转回自动模式,因为雷达记忆了先前的自动设置,所以不需再进行起始过程.,2.自动模式地面杂波多,Manual,First Sweep,Second Sweep,Third Sweep,Fourth Sweep,Fifth Sweep,1,当选择自动模式时,雷达需要进行5个扫描起始过程 2,在正常自动模式的工作状态下,如在短时间内选择人工方式(38秒内),再转回自动模式,因为雷达记忆了先前的自动设置,所以不需再进行起始过程.,3.空中雷达出现全红现象,,,30 nm,Cockpit Display,Bright Band,Bright Band,全红产生的几个原因： 大面积强降雨包含大尺寸的雨滴 大面积层云零温度线下产生亮带层次(水包着雪),亮带以下可能只为轻雨或小雨(飞机下降至亮带以下,雷达波束如离开亮带,全红的现象可能消失) 回波增益过强，需使用“CAL”增益位,3.空中雷达图像出现全红,CAL 校准增益位,4.雷达图像显示与实际不符或无法看清低空雷雨,Flight Example from MIT-Lincoln Labs Flight Aug 17, 2008,,,,低空无威胁气象信息储存在雷达收发机里，没有显示出来,自动模式只显示威胁飞行航路的雷雨,避免不必要的干扰,,建议由巡航转入下降前 从自动转化至人工模式 调低天线角度,观察低空 雷雨的情况随着飞机的逐步下降, 再转回自动模式,,,FREEZING LEVEL,3 Down,3 Up,2 Up,`1 Up,0 Degrees,1 Down,2 Down,Best Clutter Rejection,经常报告的问题 气象雷达回波太弱,看不清雷雨，探测距离近 气象雷达不能真实反映前方天气,目视有闪电在前方云中,但雷达没有显影 建议采取的措施 确认雷达波束扫到雷雨下部含水的反射体部位 调低天线显示地面杂波,利用地面杂波的显示证明雷达的发射与接受的正常，恢复对雷达系统的信心 某些层云,积云由于含水率底,可能产生的雷达回波较弱 雷雨形成初期回波较弱,闪电活动可能频繁,4.雷达图像显示与实际不符或无法看清低空雷雨,只有增益旋钮放在CAL位时，显示器上雷雨的颜色等级与实际雷达波束扫到的雷雨切面部分的反射强度情况最为吻合，即从颜色上，你可以判断雷雨层面降雨的强弱程度。

人工调高增益都是人为的增加雷雨的显示强烈程度,偶尔顺时可以用来观察捕捉低反射率的目标（如冰晶或雷雨顶部的湍流）但不能作为正常的工作模式另外调高增益后，无法根据颜色降雨的对应关系估计雷雨的强弱人工调低增益是人为的降低雷雨显示的强烈程度，在遇到显示器全红的情况下，可以调低增益以判断雷雨的核心区域增益旋钮不在CAL位会使雷达距离补偿电路（STC）和路径衰减警告功能（PAC）抑制，距离补偿电路（STC）的抑制可能会造成飞机接近雷雨的过程中，显示的目标越来越强烈（绿变黄，黄变红）,5.关于增益选择的几个提示,Multi-Scan 雷达使用常见问题解析,四 知识点小结,1、距离越远,波束越宽,雷达分辨雷雨细节的能力越差 建议80nm以内对目标进行分析，80nm以外的显示主要作为确认目标的位置与存在及进行飞行计划 2、雷达波束扫描到的气象信息全部储存在雷达里，但在ND上只显示影响飞机飞行航路的雷雨信息 自动模式只显示威胁飞行航路的雷雨,避免不必要的干扰3、雷达依靠探测雷雨中含水（降雨）量的多少来工作的，回波与雨量成正比； 雷达无法探测雪、雾、含水率低的云、干性湍流、闪电, 无法区分冰雹与降雨的差别,四 知识点小结,4、MULTI-SCAN雷达的两个重要属性： 1）零温度线以上的自动温度增益补偿，2）全球气象模型数据库的补偿。

决定了在雷达的正常使用中，只需将增益设置在“CAL”位即可 5、地面起飞前，若看不到雷达气象信息，建议将此按钮拨至“OFF”位，用地面杂波是否出现判断雷达工作正常与否6、全红产生的几个原因： 1）大面积强降雨包含大尺寸的雨滴 2）大面积层云零温度线下产生亮带层次(水包着雪),亮带以下可能只为轻雨或小雨(飞机下降至亮带以下,雷达波束如离开亮带,全红的现象可能消失) 3）回波增益过强，需使用“CAL”增益位,。