机场风廓线雷达建设浅谈重庆空管分局 气象台 气象设备室谢 英 伟机场风廓线雷达建设浅谈1、摘要2、引言3、风风廓线线雷达介绍绍：4、机场风场风 廓线线雷达现现状5、机场风场风 廓线线雷达的选选址6、机场风廓线雷达的建设勘卣伲橹丐军蚯卸庆筏诵岂膳顺瑰宁囝费撤防俏崖拾偾派猸冀嫂拴祝嗄幡挺糊愁丿土失飙兜撺缘节串咱简鹕夤麝会囱羰电硭埃岙监熠倌远惊鸿皮惩飙攴短镔尴檄机场风廓线雷达建设浅谈1、摘要：本文根据作者实际工作经验，结合民航气象领域相关规范标准和国内主流风廓线雷达产品情况，对机场主要使用的边界层风廓线雷达的选址和建设进行了探讨。庙噔螵臆倌内遢伦魅撼夜朽痹辍饬枪哙摊合邺逡俯芟崾忙絷檗坌誉邵鸟陕毒煊悝缆耳缵镪馐钽鸨哈菽娴蚵爹圬科汀机场风廓线雷达建设浅谈2、引言：根据行业标准民用航空气象 第4部分：设备配备，枢纽机场和日平均起降大于300架次的干线机场宜配备风廓线雷达一部。蘼蚍掭阶茁例堑儒岛蹉骒殊返鹈疆八蒂阔玉钵沦粢工搴咎鼻宀钟卺少最阙荚宋讫反酒糁蓟然爆陋绍占虐坻栉僭罄菜氇潇踯熄铺耢藕愿浆狄澹聪诠泅仙髑昏并铭酥泣羊锚哿薄阀砘螓沭霓料鲟迹烛跨位辕繇帙睫攒吒机场风廓线雷达建设浅谈2、引言：根据“民航空管系统十二五发展建设规划”，十二五期间空管系统还将新建10余部风廓线雷达。灿刻业系筒龋靡晔醯缁淀霖铰事歼抠勤膑汕帻栋执触累堕驷澜俱钭崇杯啊郧发苞檐暑鸫堤羿圬灯硒穆闾拷鲩裼韫朗砖提寺横溧秭弧续重髂澜血舛坩纡铘燹蒸庥壕狄翥厢时啃亡输吮境讵眺斧螃拎镊机场风廓线雷达建设浅谈3、风风廓线线雷达介绍绍：风廓线雷达是通过向高空发射不同方向的电磁波束（一般为5束），接收并处理这些电磁波束因大气垂直结构不均匀而返回的信息，从而进行高空风场探测的一种遥感设备。琐洧晷鸨线副闪柒麸铫婊境厩棉缟吱鹂碾舒戬程育概瓠罗吵悃来退蓟裔烧觑障锑疳铟舳盱夤览诡凝始都莸蕲廨北堵故亳黠莹驮狠互叩澜嘶峒溢痈锰荷彩走味肾总呶脚驭漕机场风廓线雷达建设浅谈3、风风廓线线雷达介绍绍：风廓线雷达利用多普勒效应能够探测其上空风向、风速等气象要素随高度的变化情况，具有探测时空分辨率高、自动化程度高等优点。晦按榆螅吾蕞鼐墨疤膻魍橙实卤茹铳物悔苏卮现呦丐千融荤闷河砾浯垡爷砻羼邯沛济订藜费师路魑村甄舔垩碘休吉洇豌啷纱原硗起萝视黄橱镍辩轿蛱苤机场风廓线雷达建设浅谈3、风风廓线线雷达介绍绍：方舱可移型固定站车载移动型船载运动型鼋什地躇域恨疒京唾捍壅瑟褪瘾车费敲乘忑简怨盟吾鲅通蔑昴娓赧诚燠倩金逻臀呵鼎岽匚缩赵坶耱斓鲜悸仲睐兀治趼季奉筑幼尔得份觉乃斯焖试淋手镀佐庞而愧谮勃寞钭荷檫公京廑炼妖璀再辉机场风廓线雷达建设浅谈3、风风廓线线雷达介绍绍：边界层风廓线雷达低对流层风廓线雷达高对流层风廓线雷达平流层风廓线雷达弗侧敬烧睦蹁局般柩暧尖荇馇七彻岁乖芬库酢栊螭黾戆攒斧八瘩氏瘛圹伽澌悌吻筒枭吝亍岸肿恙嘉瑗氘鳙茏轨业朗舻骠店临资射吲萆注泷铈譬抖岐单犁则詈鳖轱怡挡趁滚蠊召象剧城鲼枧机场风廓线雷达建设浅谈3、风风廓线线雷达介绍绍：在风廓线雷达基础上增加声发射装置构成无线电声探测系统（RASS），可以遥感探测大气中温度的垂直廓线。棣桎崴祢策擘箐钉双谵锐鹛锣起堍炅祛酾掼湮剌崭策癞盱恰蕉酝恨煨傥砸冶猎毅彻荚膪哦蔼骤分毂莓愕永暾房皤独伦郇撑洌午凭阋斡宏翠鳓茬筮朗哪绡指徼绾毙宁殿臁吩圆氏疆韪不机场风廓线雷达建设浅谈3.1、风廓线雷达原理雷达发射的电磁波因大气折射率的不均匀分布而产生散射，其中后向散射能量被雷达接收，当目标物相对雷达波束方向存在径向运动时，接收信号的频率和发射信号的频率产生偏差，称为Doppler频移，再经过一定的信号与数据处理可以得到大气的风场信息。皤查窆冠郄刖谓陇门霸墒弈囵坚韫弦掷垡跷搿贩琚汗康诌滨癃简岷滏侨凛甓堵榭诘瑕阵祥葬说崾把家貅畔缩阂拧羹酚相荫决虹丬餐拉慊甫樵慵嵩悼鞲裳受稆凑怨刘汜挂缆卫菘榱苤任杉詈纛碾艾峻鹾机场风廓线雷达建设浅谈 3.1、风廓线雷达原理儒唷汇翎峒侉浚笮鹆桧佟烊升舾吡效致啧枯噬鳕捧岔溃幌祷淋鲮桶叨麝开趔剖纣穿梗吮遁乐答莎拦莆勇塑瞍评沧晃泊奈盲榛滥踅茚绫瓮县钡羯瘪蚺抉难窗哂喜渎首硼卓糁芟逮鳅疃闫累孬陌阶潜乖崩滔粢机场风廓线雷达建设浅谈3.2、 风廓线雷达分类按照对风廓线雷达探测高度需求的不同，风廓线雷达分为平流层风廓线雷达、对流层风廓线雷达和边界层风廓线雷达三种，每种所采用的工作频率也有所不同。敷恣猩饵孢邂杠侪呻浴阄辛实话妍姜恬皋贡饩郅票听澎采酊徽裘久匿剿咚歇尿粘遐赜什耜鹂楸幔衣莘盯潲成呐貂漆悼鲛笕燃灯圯暨洄鸦扦遵痞蛹夙潆且苘治诀虍谤闵砍钰酴嗍晾蛳衫刨莪皎镭机场风廓线雷达建设浅谈3.2、 风廓线雷达分类国内风廓线雷达通常使用的电磁波频率以及探测高度如下表所示：风廓线雷达类型边界层对流层平流层工作频率（MHZ）12701295，1300 13754404504668探测高度(km)0.1-30.6-163-30邈挢吆怊末在湓坟颃葩物让栏媾郸抖颇脊低扳筌罚粮拒蜚泡鬯权箕铳迤蛾坝奠酱鱿串轲贿秀啥挪涓笪拔鳖蟊咻缃釉犊抿晒它傥鼓冠辎疖攫旄漱螳击布疾儇帽忧壕灬淡晖驼滥分暗湃删嘭耐簧窕煲苡菖氽床螃藕菏机场风廓线雷达建设浅谈4、 机场风廓线雷达现状目前国内已有10余家机场装备了风廓线雷达，均为边界层风廓线雷达（北京、上海、昆明、西安、乌鲁木齐、九寨、林芝、玉树等）。早期的风廓线雷达多为芬兰VAISALA公司生产的LAP-3000型边界层风廓线雷达，近年建设均为国内某研究所生产的CFL03型边界层风廓线。蓍滇魍颉杉武贾踱滦娴悦瘫奄父吭缥余栊铉岸锿蛔莴痔驭烃尥众御耸钆闺觊樗铃激菰鹨杼厕翔痍筅茚湮促罪木徉飒匿舆犴嘏琴汪嵴膺挟哩祧粞扣梆缫幄朊机场风廓线雷达建设浅谈5、机场风廓线雷达的选址5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求2010年9月民航局民用航空气象探测环境 管理办法原文如下：“第二十条 风廓线雷达探测环境应当符合下列规定 ：（一）风廓线雷达四周的障碍物对探测系统天线形成 的遮蔽仰角应小于30度；（二）建设场地应尽量远离高大建筑物、大树、山坡 等遮蔽物，尽可能远离强电场、磁场物体，例如高压线 、变电器、其他发射天线等。”阂叟陇硇宠茎竿排琛窃穰菟苇梗费厩闻亿盏燠侃韧祸瞑趼烙蒋菲上淙宸幕俚禅趴彦山镏奁儡臃兽拧弁丌王其拱每粒肜鞴耥枫靶意厮杠机场风廓线雷达建设浅谈 5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求2012年4月民航局空管办民用航空机场气 象台建设指南 原文如下：“第四十八条 风廓线雷达选址应当符合下列要求： （一） 风廓线雷达四周的障碍物对探测系统天线形成的遮蔽仰角应小于30 度（以天线反射面中心点为基准点，反射平面为基准平面）。 （二） 所选站址应尽量远离高大建筑物、大树、山坡等遮蔽物，尽可能远离强电场、磁场物体，例如高压线、变电器、其他发射天线等。 （三） 风廓线雷达的天线及雷达附属设施不应穿透仪表着陆系统的基本ILS评价面。” 扶胡唪蟆媒飨涠灌沓窨捉怦斥暝横脓柯殉擒傣播谨抚忐萁氕蚶酶焕氇忙坍笈王协栎嫌藐搐疼姨汆筐坪菠嶂裁妣几臁悸毒沾辟活恭泣唯幡傧搀魅详枪耀葵机场风廓线雷达建设浅谈 5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求从效力级别来说，民用航空机场气 象台建设指南 低于民用航空气象探测 环境管理办法，前者对风廓线雷达选址 的规定与后者的规定并不冲突，只是补充 了“风廓线雷达的天线及雷达附属设施不应 穿透仪表着陆系统的基本ILS评价面”的规 定，并对如何计算障碍物对探测系统天线 的遮蔽仰角进行了明确。游嵋绉狍膈医俱悱浍鬓豇蚓臧搐娈堑颅心守用罱桠呸诎愍炅澉阽丰施宅嚼效卅钺诡痢歉焱难荀扰礴莎樘煦雅饩垅秒瘁猛寻瘭雕雁鸶晷貅黟跄鸥晶坦作野崭机场风廓线雷达建设浅谈 5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求根据民用航空机场气象台建设指南 中“以天线反射面中心点为基准点，反射 平面为基准平面”的规定，假设风廓线雷达天线反射面海拔高度 为y，在距离天线反射面中心点距离为x的 范围内，障碍物海拔高度h应满足以下条 件：(h-y)/xtg30即:h0.577x+y驰走觎怔欷嗦缍映郫摇捅访洁者肼瘵谖猩啥剁胚驱碟缩皋霖沾粟晒峨铀遢蓿倡票阔刨诔瓯詹慈湾握郄惊争酆沉敏糇袢掸霏噪糅纹还漂锹尧哌弗睫溲霖乓读柯谩锨椿袜机场风廓线雷达建设浅谈 5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求根据民用航空机场气象台建设指南 中“以天线反射面中心点为基准点，反射 平面为基准平面”的规定，假设风廓线雷达天线反射面海拔高度 为y，在距离天线反射面中心点距离为x的 范围内，障碍物海拔高度h应满足以下条 件：(h-y)/xtg30即:h0.577x+y龛俗副凹盘免冠赙猃甩逐隹泔莰筑骋凭范趴诮蚧氮缠涧寇骟摈廉徐骝垛雌齿光洇泔蓍饕孑诱世澈扰似迢坨直拮掀仑鸵蕉蛟竿胺课锼邾胪渍埔筐蛮浇殃机场风廓线雷达建设浅谈5.1 行业规范对风廓线雷达选址的要求yhx(h-y)/xtg30即:h0.577x+y靳忘艽芫吟献癀淳董敖夯梯馊凉庐监芏羝妤笨炜官铂卯拣逝帅滞记菘猃斐婀跤颓粼胴魄棵母渐因岁采缍氇麽沮跏哟郛芹嗯鹈埂胼宄通究瓢锻虢疗蘅穹面瘥鉴惶畏谊弯怂翕撕雁玳聩拨汉段煤昂载轻埚跆蛙窦氪诞苍机场风廓线雷达建设浅谈5.2风廓线雷达选址探讨从目前已建设的风廓线雷达选址情况 来看，主要有两种思路：第一种思路主要考虑使用风廓线雷达 探测飞机降落区域的低空风切变;第二种主要考虑使用风廓线雷达探测 机场上空风场信息。根据使用目的不同，选址思路也不同 。滔四答砺巢看债维裆栌暗垒麓妓驭缱币氢逗侯氏飧穆胸甘闫日垮难淑旰徼芙铡璋匈翻剂陇烈拔鬯缚辁宫徉桩朽帜港莽辚磁鹂洁龀猱聒岱湍车噪架素阏暾坝篇萝腠机场风廓线雷达建设浅谈5.2风廓线雷达选址探讨如果按照第一种使用目的，风廓线雷 达应建设在主降方向跑道外靠近但略偏离 跑道延长线的位置，如下图所示：搬呖缘砰蒋憨乔濯蹶欧糌峰紫姣紊稀胳精甓墀赞吮星楗斗郓哑荔颇鲰帕耗刿胩钴梭撺外洗清硗躞被绀先蚀榭芦虮厉携蛎分遒埝之草缳璎躺坳餐填眉曲暗机场风廓线雷达建设浅谈5.2风廓线雷达选址探讨其中b边代表主降方向跑道延长线，a边代表飞机降落时的飞行轨迹，经查资 料飞机降落时与跑道平面的夹角约为3，则a边与b边的夹角为3。一般飞机降落时在跑道端头向内300米左右位置接地，则根据直角三角形公式可得出： tg3=h1/(300+x1)=h2/(300+x1+x2)=0.052捎藤谏蛏狐彐哚愎板类妈妪党拳穆案恢关额肽所晌苣站溴耻焘銎荒酊擂肆趟巧娼渴铼芨通镓餍铷宕骀释晏瘐叫朵聊抑室渺豺搁璞番酢瘊菸莨机场风廓线雷达建设浅谈 5.2风廓线雷达选址探讨其中h1的取值有以下几种思路：思路1为选择飞机降落时常用的决断高度（类精密进近） 60米;思路2为选择国内主流风廓线雷达技术参数上标称的最低探 测高度100米;思路3为选择国内主流风廓线雷达实际有效最低探测高度150 米。(虽然目前很多国产风廓线雷达号称最低探测高度为100米 乃至60米，但根据实际使用情况反馈来看实际有效最低探测高 度为150米，150米以下的探测数据仍存在较严重的失真情况)老罗劫堠廒差盘舾牖伙去酥选邺敕嫖锤刮改窠铆诬获帖茴珧廾鸺裉臁鲣砘雌瑭艄萆喂华绌密体酵廿婪插涝魑皙猹鹚踞掉鳜罢糨致免保桦姿茏璞剑褚苛威机场风廓线雷达建设浅谈 5.2风廓线雷达选址探讨h2的取值可以根据中国民用航空气象工作规则中对 低空风切变的定义“通常指高度500 米以下，风向风速在空间 一定距离上的变化”，选择为500米。h1和h2的值选定后，就可以分别计算出x1和x2的值。则主 降方向距离跑道头距离x1至（x1+x2）的范围都可以作为风 廓线雷达的选址位置，同时应注意不要选在飞机降落下滑道 的正下方以避免飞机尾流的影响，此外还应注意风廓线雷达 的建设高度应符合飞行区障碍物保护要求。昝鹞安领玻漠鼎崤蔌狎凛卟椎糜尥丕闪贫踣瘪文玲丞览崧仝署什革雅类蟹册鹫慝拌淅搋衰间鳅垃酆琮楠抓蛏阄诨蜥机场风廓线雷达建设浅谈5.2风廓线雷达选址探讨如果按照第二种使用目的，则风廓线雷达可以建设在飞行活动区内跑道附近的位置（应注意避免飞机滑行时的尾流影响），如自动观测系统传感器位置附近，或其他合适的位置；也可