JP2003194933A - Diagnostic apparatus for meteorological system - Google Patents

Diagnostic apparatus for meteorological system

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JP2003194933A
JP2003194933A JP2001390097A JP2001390097A JP2003194933A JP 2003194933 A JP2003194933 A JP 2003194933A JP 2001390097 A JP2001390097 A JP 2001390097A JP 2001390097 A JP2001390097 A JP 2001390097A JP 2003194933 A JP2003194933 A JP 2003194933A
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JP
Japan
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weather
acquisition rate
meteorological
weather radar
radar
Prior art date
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Application number
JP2001390097A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoya Matsuda
知也 松田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diagnostic apparatus by which whether a corresponding meteorological radar is normal or not is diagnosed on the basis of an acquisition rate of a meteorological object to be observed by the meteorological radar without depending on a wind direction and a wind velocity which are changed largely on the basis of a regional property and a meteorological condition in an observation point. <P>SOLUTION: From a plurality of selected meteorological radars, the acquisition rate of the meteorological object to be observed by each meteorological radar is found, a standard acquisition rate is found on the basis of each found acquisition rate, the standard acquisition rate is compared with the acquisition rate of each meteorological radar, and the corresponding meteorological radar is diagnosed when their difference is a prescribed threshold value or more. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、気象レーダ、例
えば、ウィンドプロファイラの診断装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic device for a weather radar, for example, a wind profiler.

【0002】[0002]

【従来の技術】気象レーダの内には、例えば、風の鉛直
プロフィール(分布)を測定する機器として、ウィンド
プロファイラ(WPR)がある。これまでは、複数のW
PRが高密度に設置されていなかったために、近隣に存
在するWPRが観測する気象対象の取得データに関し
て、「質」の診断を、その取得データを用いて相対的に
比較された例はこれまでになかった。
2. Description of the Related Art Among meteorological radars, there is a wind profiler (WPR) as a device for measuring the vertical profile (distribution) of wind. So far, multiple W
Since PR has not been installed at high density, there has been an example in which the "quality" diagnosis was relatively compared using the acquired data with regard to the acquired data of the meteorological objects observed by WPR existing in the neighborhood. It wasn't there.

【0003】また複数の気象レーダの取得データを用い
た診断は、風向風速を用いてその相関性を用いる方法が
考えられる。WPRを複数台配置することにより、取得
データの質に対して、近隣のWPRまたは同気候に属す
るWPRとの相関性を用いて、取得データの妥当性に関
する診断を行うことが可能となる。例えば、対象となる
WPRに対して他のWPRによって取得された風速風速
を相対的に比較する。対象となるWPRの風向風速が他
のWPRと著しく異なる場合、このデータは無効と診断
することができる。
For the diagnosis using the acquired data of a plurality of meteorological radars, a method of using the correlation using the wind direction and wind speed can be considered. By arranging a plurality of WPRs, it is possible to diagnose the validity of the acquired data by using the correlation with the quality of the acquired data and the neighboring WPR or the WPR belonging to the same climate. For example, the wind speed obtained by another WPR is compared with the target WPR. This data can be diagnosed as invalid if the wind speed of the WPR of interest differs significantly from the other WPRs.

【0004】また特開昭54―43496号公報では、
複数の気象レーダで得られた気象対象データのうち一定
高度の領域のデータを合成することが開示されている。
図11は従来の気象レーダシステムを示す構成図であ
る。レーダ1,2はペンシルビームを矢印Aの方位方向
に回動させながら仰角方向に変化させて走査し、気象対
象データを抽出する。方位方向への回動は、例えば、3
60°回転し、仰角方向への走査は連続的に低角度から
高角度へ漸次仰角度が変化するようスパイラル状にし、
あるいは段階的なステップ状に行う。レーダ1,2はパ
ルス状の信号波形のレーダ信号を送信し、一定高度の気
象対象データを得るために、図12に示すように各仰角
方向に対応したビーム11,12,13,14,15,
16について、それぞれ異なる距離ゲートをかけること
によって一定高度H、所定領域ΔHの対象データを抽出
する。
In Japanese Patent Laid-Open No. 54-43496,
It is disclosed that data of a region of constant altitude is synthesized from the weather target data obtained by a plurality of weather radars.
FIG. 11 is a block diagram showing a conventional weather radar system. The radars 1 and 2 scan the pencil beam while rotating the pencil beam in the azimuth direction of the arrow A while changing the elevation angle direction to perform scanning. Rotation in the azimuth direction is, for example, 3
It is rotated by 60 °, and the scan in the elevation direction is made spiral so that the elevation angle gradually changes from a low angle to a high angle,
Alternatively, it is performed in a stepwise manner. The radars 1 and 2 transmit radar signals having pulsed signal waveforms, and in order to obtain meteorological object data at a constant altitude, as shown in FIG. 12, the beams 11, 12, 13, 14, 15 corresponding to the respective elevation angles are obtained. ,
Target data of a constant altitude H and a predetermined region ΔH are extracted by applying different distance gates to each of the sixteen.

【0005】図12は従来のレーダ1,2の構成図であ
る。送信装置21からパルスレーダ信号が生成され、送
受切換器22、空中線制御駆動装置23を順次介して、
空中線24から放射される。一方目標からの反射信号は
空中線24で捕捉され、空中線制御駆動装置23及び送
受切換器22を順次介して、受信装置25で受信増幅さ
れ、気象用信号処理部26に供給される。受信装置25
から気象用信号処理部26に供給される信号は、目標反
射信号aと、各ビームについての目標までの距離情報b
がある。空中線24の回転角度信号cは空中線制御駆動
装置23から気象用信号処理部26に供給され、目標の
方位角信号となる。
FIG. 12 is a block diagram of conventional radars 1 and 2. A pulse radar signal is generated from the transmission device 21, and is sequentially transmitted via the transmission / reception switch 22 and the antenna control drive device 23.
It is emitted from the antenna 24. On the other hand, the reflected signal from the target is captured by the antenna 24, received and amplified by the receiving device 25 through the antenna control drive device 23 and the transmission / reception switch 22, and supplied to the weather signal processing unit 26. Receiver 25
The signals supplied from the weather signal processing unit 26 are the target reflection signal a and the distance information b to the target for each beam.
There is. The rotation angle signal c of the antenna 24 is supplied from the antenna control drive device 23 to the weather signal processing unit 26 and becomes a target azimuth signal.

【0006】図13は従来の気象用信号処理部26の構
成図である。受信装置25からの目標反射信号aは信号
平均化回路31に供給され、レーダの複数回掃引により
得られる目標反射信号振幅につき、各対応ビームごとに
平均化を行い、等エコー線装置32に供給される。等エ
コー線装置32は距離補正を行った後、信号強度を設定
電圧レベルでスライスしてある強度以上の信号を取り出
し、丁度、地図の等高線に相当する等エコー線を得て、
CAPPI( Constant Altitude PPI )ゲート回路3
3に供給する。
FIG. 13 is a block diagram of a conventional weather signal processing unit 26. The target reflection signal a from the receiving device 25 is supplied to the signal averaging circuit 31, the target reflection signal amplitude obtained by sweeping the radar a plurality of times is averaged for each corresponding beam, and supplied to the equal echo line device 32. To be done. After performing the distance correction, the iso-echo line device 32 slices the signal intensity at the set voltage level to take out a signal of a certain intensity or more, and obtain an iso-echo line corresponding to the contour line of the map,
CAPPI (Constant Altitude PPI) gate circuit 3
Supply to 3.

【0007】CAPPIゲート回路33は、一定高度H
領域ΔHにおける気象データを得るために、各対応ビー
ム11,---,16ごとに仰角情報が異なることから、
各対応ビーム11,---,16ごとに異なる距離ゲート
をかける。受信装置25からは、各ビームごとの距離情
報bがゲート生成回路34に供給され、各ビームに対応
したゲート信号をCAPPIゲート回路33に供給され
る。これにより、図12の各ビーム11,---,16の
斜線で描いた領域の信号のみが抽出される。このように
して得たCAPPIゲート回路33からの信号は記憶回
路35に供給され、空中線制御駆動装置23からの方位
角信号cにより、方位角信号に対応して記憶され、必要
に応じて、表示器36に読み出し表示される。なお、空
中線24はパラボラアンテナを使用できるが、フェーズ
ドアレーアンテナで構成してもよい。
The CAPPI gate circuit 33 has a constant altitude H
In order to obtain the meteorological data in the region ΔH, the elevation angle information is different for each corresponding beam 11, ---, 16
Different distance gates are applied to each corresponding beam 11, ---, 16. From the receiving device 25, the distance information b for each beam is supplied to the gate generation circuit 34, and the gate signal corresponding to each beam is supplied to the CAPPI gate circuit 33. As a result, only the signals in the shaded areas of the beams 11, ---, 16 in FIG. 12 are extracted. The signal thus obtained from the CAPPI gate circuit 33 is supplied to the storage circuit 35, stored by the azimuth angle signal c from the antenna control drive device 23 in correspondence with the azimuth angle signal, and displayed as necessary. It is read out and displayed on the container 36. The antenna 24 may be a parabolic antenna, but may be a phased array antenna.

【0008】このようにして、レーダ1,2で得たアナ
ログ信号は、アナログ−デジタル変換し、デジタル変調
信号がそれぞれ中央の信号合成装置3に伝送される。信
号合成装置3は各レーダ1,2からの一定高度H、所定
領域ΔHにおけるデジタル変調化された気象対象データ
を導入し、復調した後合成される。このように信号合成
装置3は複数の気象レーダサイトからのデータでも、い
ずれも一定高度の気象対象データのみを合成するので、
各レーダサイトに亘った共通した領域の気象状況を把握
するので、より正確に気象状況を予測できる。
In this way, the analog signals obtained by the radars 1 and 2 are subjected to analog-to-digital conversion, and the digital modulation signals are transmitted to the central signal synthesizer 3. The signal synthesizing device 3 introduces the digitally modulated meteorological object data in the predetermined area ΔH from the radars 1 and 2 at a constant altitude H, demodulates it, and synthesizes it. In this way, the signal synthesizing device 3 synthesizes only the data of meteorological objects of a certain altitude even from the data from a plurality of weather radar sites.
Since the weather conditions in a common area across the radar sites are grasped, the weather conditions can be predicted more accurately.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところがWPR等で得
られた3次元風ベクトルは、得られた地点の地域性およ
び気象条件により大きく変化するため、風向風速では正
確な診断ができないため、客観的、自動的なデータ不良
判定を行うには困難であるという問題点があった。ま
た、複数の気象レーダで得られた気象対象データのうち
一定高度の領域のデータを合成する場合でも、不適なデ
ータが混在していると、合成してもより正確なデータが
得られるとは限らない。
However, since the three-dimensional wind vector obtained by WPR or the like changes greatly depending on the regional characteristics of the obtained point and the weather conditions, an accurate diagnosis cannot be made by the wind direction and wind speed, so that it is objective. However, there is a problem that it is difficult to perform automatic data defect determination. In addition, even when synthesizing data of a certain altitude region among the meteorological target data obtained by multiple meteorological radars, it is possible that more accurate data can be obtained even if synthesizing unsuitable data. Not exclusively.

【0010】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、観測地点の地域性および気象
条件により大きく変化する風向風速によらないで、気象
レーダが観測する気象対象の取得率、又は高度に係わる
取得率プロファイルを基に、該当する気象レーダが正常
か異常かを診断することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not depend on the wind direction and the wind speed which greatly changes depending on the regional characteristics of the observation point and the weather conditions, and can be applied to the meteorological object observed by the weather radar. The purpose is to diagnose whether the applicable weather radar is normal or abnormal based on the acquisition rate or the acquisition rate profile related to altitude.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる気象シ
ステムの診断装置は、選定した複数の気象レーダから、
各気象レーダが観測する気象対象の取得率を求め、求め
た各取得率から標準取得率を求め、この標準取得率と上
記各気象レーダの取得率とを比較し、その相違が所定閾
値以上であるとき該当する気象レーダを異常と診断する
ようにしたものである。
Means for Solving the Problems A meteorological system diagnostic apparatus according to the present invention comprises:
Obtain the acquisition rate of the meteorological object observed by each weather radar, obtain the standard acquisition rate from the obtained each acquisition rate, compare this standard acquisition rate with the acquisition rate of each weather radar, the difference is more than a predetermined threshold At one time, the corresponding weather radar is diagnosed as abnormal.

【0012】また、選定した複数の気象レーダから、各
気象レーダが観測する気象対象の高度に係わる取得率プ
ロファイルを求め、求めた各取得率プロファイルから高
度に係わる標準取得率プロファイルを求め、この標準取
得率プロファイルと上記各気象レーダの取得率プロファ
イルとを各高度について比較し、その相違が所定閾値以
上である数が所定以上のとき該当する気象レーダを異常
と診断するようにしたものである。
Further, an acquisition rate profile related to the altitude of the meteorological object observed by each weather radar is obtained from the selected plurality of weather radars, and a standard acquisition rate profile related to the altitude is obtained from each obtained acquisition rate profile. The acquisition rate profile and the acquisition rate profile of each of the weather radars are compared for each altitude, and when the number of differences that are greater than or equal to a predetermined threshold is greater than or equal to a predetermined value, the corresponding weather radar is diagnosed as abnormal.

【0013】また、上記該当する気象レーダを異常と診
断したとき、上記該当する気象レーダに警告を発するよ
うにしたものである。また、上記該当する気象レーダを
異常と診断したとき、上記該当する気象レーダが観測す
る気象対象のデータを他の気象レーダが観測する気象対
象のデータで補間するようにしたものである。
Further, when the applicable weather radar is diagnosed as abnormal, a warning is issued to the applicable weather radar. Further, when the applicable weather radar is diagnosed as abnormal, the data of the weather object observed by the applicable weather radar is interpolated with the data of the weather object observed by another weather radar.

【0014】また、上記気象レーダは、ウィンドプロフ
ァイラであり、観測する気象対象は風速であるものであ
る。また、上記各気象レーダの各取得率プロファイル
は、観測する時間幅又は観測する時期を変えて取得する
ようにしたものである。また、上記複数の気象レーダ
は、空間スケールを変えて選定するようにしたものであ
る。
The weather radar is a wind profiler, and the observed meteorological object is the wind speed. In addition, each acquisition rate profile of each weather radar is acquired by changing the observation time width or the observation time. Further, the plurality of weather radars are selected by changing the spatial scale.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】実施の形態1.上述したように、
気象レーダの一つであるウィンドプロファイラ(WP
R)で得られた3次元風ベクトルは、得られた地点の地
域性および気象条件により大きく変化するため、風向風
速値(データ)を類似の気候状況にある他のWPRで得
られた風向風速値(データ)と比較しても、客観的、自
動的にデータ不良判定を行うことはできなく、WPR自
身が正常か異常かを正確に診断することはできない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. As mentioned above,
Wind profiler (WP), one of the weather radars
Since the three-dimensional wind vector obtained in R) changes greatly depending on the regional characteristics of the obtained point and the meteorological condition, the wind direction wind speed value (data) is obtained by another WPR in a similar climatic condition. Even when compared with a value (data), it is not possible to objectively and automatically determine a data defect, and it is not possible to accurately diagnose whether the WPR itself is normal or abnormal.

【0016】そこでこの発明では、気象レーダ(例え
ば、WPR)が観測する気象対象のデータ(例えば、風
向風速)に関する取得率又は高度に係わる取得率プロフ
ァイルに注目し、この取得率又は高度に係わる取得率プ
ロファイルを、選定した(類似の気候状況にある)複数
の気象レーダで得られた標準取得率又は高度に係わる標
準取得率プロファイルと比較して、気象レーダ自身が正
常か異常かを診断するものである。なお、この発明で、
気象レーダとしては、例えば、図11,図12と図13
で説明した気象レーダ1,2を用いることができる。
Therefore, in the present invention, attention is paid to the acquisition rate profile related to the acquisition rate or altitude related to the weather target data (eg wind direction wind speed) observed by the weather radar (eg WPR), and the acquisition related to this acquisition rate or altitude. Comparing the rate profile with the standard acquisition rate profile obtained with multiple selected weather radars (in similar climatic conditions) or the standard acquisition rate profile related to altitude, to diagnose whether the weather radar itself is normal or abnormal Is. In this invention,
As the weather radar, for example, FIG. 11, FIG. 12 and FIG.
The weather radars 1 and 2 described in 1. can be used.

【0017】「取得率」とは、例えば、ある期間(1日
等)の「有効データ取得数/データ取得総回数」であ
る。有効データが取得されたか否かは、例えば次のよう
に説明される。図3は気象レーダサイトで風向・風速を
求める仕方を説明する図で、フェーズドアレーアンテナ
41より、5つの方向に電波を発射し、各高度でのドッ
プラー速度(東向ドップラー速度Vre,西向ドップラ
ー速度Vrw,北向ドップラー速度Vrn,南向ドップ
ラー速度Vrs,真上向ドップラー速度Vrv)を観測
する。ある高度の5つのドップラー速度(Vre,Vr
w,Vrn,Vrs,Vrv)の組み合わせからその高
度の風向・風速(水平風速u,v、鉛直風速w)を求め
るのであるが、計算式としては、5つのドップラー速度
を3元の5連立方程式(1)〜(5)にそれぞれ導入し
解を求める。 Vre=w cosθ+u sinθ -----(1) Vrw=w cosθ−u sinθ -----(2) Vrn=w cosθ+v sinθ -----(3) Vrs=w cosθ−v sinθ -----(4) Vrv=w -----(5) 解が求まったときは、有効データが取得された場合であ
る。しかし、5つのドップラー速度中の3つのドップラ
ー速度が欠落して連立方程式の解が求まらないときと
か、5つのドップラー速度の値によっては連立方程式の
解が求まらないときがある。これらのときは、有効デー
タが取得されなかった場合である。
The "acquisition rate" is, for example, "the number of effective data acquisitions / total number of data acquisitions" in a certain period (one day or the like). Whether or not the valid data has been acquired is explained as follows, for example. FIG. 3 is a diagram for explaining how to obtain the wind direction and wind speed at the weather radar site. Radio waves are emitted from the phased array antenna 41 in five directions, and the Doppler velocity at each altitude (eastward Doppler velocity Vre, westward Doppler velocity Vrw). , Northward Doppler velocity Vrn, southward Doppler velocity Vrs, and directly upward Doppler velocity Vrv) are observed. 5 Doppler velocities at certain altitudes (Vre, Vr
The wind direction and wind speed (horizontal wind speed u, v, vertical wind speed w) of the altitude are obtained from the combination of w, Vrn, Vrs, Vrv). As the calculation formula, five Doppler velocities are three-way five simultaneous equations. The solution is obtained by introducing each in (1) to (5). Vre = w cos θ + u sin θ ----- (1) Vrw = w cos θ−u sin θ ----- (2) Vrn = w cos θ + v sin θ ----- (3) Vrs = w cos θ−v sin θ- --- (4) Vrv = w ----- (5) The solution is obtained when valid data is acquired. However, there are cases where the solution of the simultaneous equations cannot be found due to the lack of three Doppler velocities among the five Doppler velocities, or the solution of the simultaneous equations cannot be obtained depending on the values of the five Doppler velocities. In these cases, valid data was not acquired.

【0018】図4はある気象レーダサイトにおける地上
付近から高度5km程度までの観測された風の鉛直分布
の時間変化を示す図である。データが欠落しているとこ
ろは、有効データが取得されなかった場合を示してい
る。図5は、ある所在地の気象レーダ(No.1)にお
ける高度に係わる取得率プロファイル示す図である。気
象レーダとしては、WPRを用い、気象対象が風速にお
ける1日間の各高度における有効データ取得数/データ
取得総回数をプロットしたものである。
FIG. 4 is a diagram showing the time variation of the vertical distribution of wind observed from near the ground to an altitude of about 5 km at a certain weather radar site. The missing data indicates the case where valid data was not acquired. FIG. 5 is a diagram showing an acquisition rate profile related to altitude in the weather radar (No. 1) at a certain location. As the weather radar, WPR is used and the number of valid data acquisitions / total number of data acquisitions at each altitude for one day at wind speed is plotted.

【0019】図1はこの発明の実施の形態1の気象シス
テム診断装置を示す構成図である。51〜58,59は
各所在地に配置された気象レーダNo.1〜No.8,
No.9で、それぞれその所在地の気象対象を観測す
る。この場合はWPRで気象対象として風向・風速を観
測する。各所在地(サイト)で時々刻々に観測された気
象対象データは各気象レーダ51〜58,59を統括す
る中央監視局60に伝送される。中央監視局60では各
気象レーダ51〜58,59から伝送された各気象対象
データをコンピュータに導入し、各種のデータ処理、情
報作成と共に、各気象レーダ51〜58,59毎のある
期間の高度に係わる取得率プロファイル61〜68,6
9を作成する。作成された高度に係わる取得率プロファ
イル61〜68,69を高度毎に平均などして、各気象
レーダ51〜58,59のある期間の高度に係わる標準
取得率プロファイル70を作成する。なお、ある期間の
高度に係わる取得率プロファイル61〜68,69は、
各気象レーダ51〜58,59側で作成して、中央監視
局60に伝送しても良い。
FIG. 1 is a block diagram showing a meteorological system diagnostic device according to a first embodiment of the present invention. Nos. 51 to 58 and 59 are weather radar Nos. 1-No. 8,
No. At 9, the meteorological objects at the respective locations are observed. In this case, the wind direction and speed will be observed by WPR as a meteorological object. The meteorological target data that is observed moment by moment at each location (site) is transmitted to the central monitoring station 60 that controls the meteorological radars 51 to 58, 59. In the central monitoring station 60, each meteorological object data transmitted from each meteorological radar 51-58, 59 is introduced into a computer, various data processing and information creation are performed, and the altitude of each meteorological radar 51-58, 59 for a certain period Acquisition rate profiles 61 to 68,6 related to
Create 9. The created acquisition rate profiles 61 to 68, 69 related to altitude are averaged for each altitude to create a standard acquisition rate profile 70 related to the altitude of each weather radar 51 to 58, 59 for a certain period. It should be noted that the acquisition rate profiles 61 to 68, 69 relating to the altitude during a certain period are
The weather radars 51 to 58, 59 may be created and transmitted to the central monitoring station 60.

【0020】次の図1の気象システム診断装置の動作を
説明する。図2はこの気象システム診断装置の動作を説
明するフローチャートである。地域性や気候性で相関性
が高い近隣の気象レーダ(WPR)を気象レーダ51〜
58,59から複数(例えば5〜6サイト)選定する
(S1)。選定された複数の気象レーダからそれぞれ伝
送された気象対象データから各気象レーダ毎の高度に係
わる取得率プロファイルを作成する(S2)。作成され
た高度に係わる取得率プロファイルは、図6として気象
レーダ(No.X,No.X+2,No.X+3,N
o.X+4)に係わるものを示し、図7として気象レー
ダ(No.X+1)に係わるものを示す。これらの取得
率プロファイルの高度毎の取得率を平均し、選定された
複数の気象レーダに関する、高度に係わる標準取得率プ
ロファイルを作成する(S3)。作成された高度に係わ
る標準取得率プロファイルは、図8に示す。
The operation of the meteorological system diagnostic device of FIG. 1 will be described below. FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of this weather system diagnostic device. The weather radars 51 to 51 are nearby weather radars (WPRs) that are highly correlated in terms of locality and climate.
A plurality (for example, 5 to 6 sites) is selected from 58 and 59 (S1). An acquisition rate profile relating to the altitude of each weather radar is created from the meteorological target data transmitted from each of the selected weather radars (S2). The obtained altitude-related acquisition rate profile is shown in Fig. 6 as a weather radar (No. X, No. X + 2, No. X + 3, N).
o. X + 4), and FIG. 7 shows the weather radar (No. X + 1). The acquisition rates for each altitude of these acquisition rate profiles are averaged to create a standard acquisition rate profile related to altitude for a plurality of selected weather radars (S3). The created standard acquisition rate profile related to altitude is shown in FIG.

【0021】この標準取得率プロファイルと、選定され
た複数の気象レーダの一つである気象レーダ(No.
X)の取得率プロファイルとを高度毎に比較し、相対差
が所定閾値、例えば、4m/s以上である数をカウント
する(S4)。このカウント値が所定値(=カウント値
/データ取得総回数と定義し、その割合が例えば20%
として、それ)以上か否かを判断する(S5)。以上で
なければ、気象レーダ(No.X)は正常であると判断
する(S6)。そして次の気象レーダ(No.X+1)
について(S7)、同様な操作を実施し、正常異常の判
断を実施する。なお、上記所定閾値や所定値はオペレー
タにより変化できるものである。
This standard acquisition rate profile and a weather radar (No. 1) which is one of a plurality of selected weather radars.
The acquisition rate profile of (X) is compared for each altitude, and the number in which the relative difference is a predetermined threshold value, for example, 4 m / s or more is counted (S4). This count value is defined as a predetermined value (= count value / total number of data acquisitions, and the ratio is 20%, for example).
Then, it is determined whether or not (S5). If not, the weather radar (No. X) is determined to be normal (S6). And the next weather radar (No. X + 1)
(S7), the same operation is performed to judge whether the operation is normal or abnormal. The predetermined threshold value and the predetermined value can be changed by the operator.

【0022】上記のカウント値が所定値以上であれば、
気象レーダ(No.X)は他の気象レーダとの相関性が
薄いとして、異常であると判断する(S8)。異常と判
断すると気象レーダ(No.X)サイトに中央監視局6
0から警告情報を伝送し、気象レーダ(No.X)サイ
トに改善を促がすと共に、さらに、気象レーダ(No.
X)から伝送された気象対象データを破棄し、相関性の
高い近隣気象レーダの気象対象データをもとにしたデー
タと置き換える(S9)。そして次の気象レーダ(N
o.X+1)について(S7)、同様な操作を実施し、
正常異常の判断を実施する。これらの操作を繰り返すこ
とにより、気象レーダNo.X〜No.X+4の診断を
行うことができる。
If the count value is equal to or more than the predetermined value,
The weather radar (No. X) is judged to be abnormal because it has a low correlation with other weather radars (S8). If it is judged to be abnormal, the central monitoring station 6
The warning information is transmitted from 0 to prompt the weather radar (No. X) site for improvement, and further, the weather radar (No. X).
The meteorological object data transmitted from X) is discarded and replaced with data based on the meteorological object data of the nearby meteorological radar having high correlation (S9). And the next weather radar (N
o. For X + 1) (S7), perform the same operation,
Determine whether it is normal or abnormal. By repeating these operations, the weather radar No. X-No. A diagnosis of X + 4 can be made.

【0023】図6と図7の取得率プロファイルでは、図
6に示す気象レーダ(No.X,No.X+2,No.
X+3,No.X+4)の取得率プロファイルが正常
で、図7に示す気象レーダ(No.X+1)の取得率プ
ロファイルが異常であり、この診断装置により、標準取
得率プロファイルと比較され異常と判断される。気象レ
ーダ(No.X+1)の取得率プロファイルが異常であ
る原因としては、例えば落ち葉,雪等によりアンテナゲ
インが低下することもあげられる。
6 and 7, the weather rate radars (No. X, No. X + 2, No. X.
X + 3, No. X + 4) has a normal acquisition rate profile, and the weather radar (No. X + 1) shown in FIG. 7 has an abnormal acquisition rate profile. Another cause of the abnormal acquisition rate profile of the weather radar (No. X + 1) is that the antenna gain decreases due to, for example, fallen leaves or snow.

【0024】実施の形態2.実施の形態1.で示したよ
うに、選定した複数の気象レーダは、地域性や気候性で
相関性が高い近隣の気象レーダである。これは、図9に
示すように、任意の地域、任意の空間スケールで、気象
条件により選定できる。図9は選定した複数の気象レー
ダのそれぞれの地域を表す地図で、黒点が気象レーダの
所在地を示している。選定方法としては、例えば注目す
るWPRの半径Xkm以内、または注目するWPRが属す
る気候と同一であるサイトなどが挙げられる。この診断
装置により、メソαスケール(数1000km)からメソ
γスケール(数10km)に対応した空間において、注目
するWPRの性能評価が期待できる。
Embodiment 2. Embodiment 1. As shown in, the selected plurality of weather radars are neighboring weather radars that have high regional and climatic correlations. As shown in FIG. 9, this can be selected depending on the weather conditions in any area and any space scale. FIG. 9 is a map showing each area of the selected weather radars, and the black dots indicate the locations of the weather radars. Examples of the selection method include, for example, a radius of X km of the WPR of interest, a site having the same climate as the WPR of interest, and the like. With this diagnostic device, the performance evaluation of the WPR of interest can be expected in the space corresponding to the meso α scale (several thousands km) to the meso γ scale (several tens km).

【0025】例えば寒冷前線が近づいた場合、温暖前線
側と寒冷前線側でエリアを分解して評価することによ
り、気象条件に応じた性能評価が可能となる。図10で
示すように、WPRの属する気候毎に分類することによ
り、各気候に応じたWPRの性能評価が可能となる。図
10は気候帯に応じて区分した地図で、西岸海洋性,大
陸性,地中海性気候帯を示す。
For example, when the cold front approaches, the performance can be evaluated according to weather conditions by disassembling and evaluating the areas on the warm front side and the cold front side. As shown in FIG. 10, by classifying the climates to which the WPR belongs, it becomes possible to evaluate the WPR performance according to each climate. FIG. 10 is a map classified according to climatic zones, showing west coast marine, continental, and Mediterranean climatic zones.

【0026】さらに、時間スケール(午前,午後,1
日,季節等)を変化させることにより、観測時点,時
間,季節を特徴とした取得率プロファイルの性能評価を
実施することにより、多用な側面から取得率プロファイ
ルの性能評価を実行することができる。
Further, a time scale (am, pm, 1
By changing the (day, season, etc.), the performance evaluation of the acquisition rate profile featuring the observation time point, time, and season can be performed, so that the performance evaluation of the acquisition rate profile can be executed from various aspects.

【0027】実施の形態3.また、診断後にデータが無
効であると判断された場合は、近隣の周辺の気象レーダ
群の観測データを用いて、計算式により自動的に補間処
理を行うことにより、データの品質を保つことができ
る。
Embodiment 3. Also, if the data is judged to be invalid after diagnosis, the quality of the data can be maintained by automatically interpolating by a calculation formula using the observation data of the weather radar group in the vicinity. it can.

【0028】実施の形態4.実施の形態1では、高度に
係わる取得率プロファイルと高度に係わる標準取得率プ
ロファイルとを、各高度について比較したが、各気象レ
ーダサイトで高度に係わらない、例えば地表だけの気象
対象データの場合は、取得率と標準取得率とを比較する
ことにより、注目する気象レーダの診断を行うことがで
きる。すなわち、選定した複数の気象レーダから、各気
象レーダが観測する気象対象の取得率を求め、求めた各
取得率から標準取得率を求め、この標準取得率と上記各
気象レーダの取得率とを比較し、その相違が所定閾値以
上であるとき該当する気象レーダを異常と診断するよう
にすればよい。実施の形態1又は実施の形態2で説明し
た技術は、当然実施の形態4にも適用できる。
Fourth Embodiment In the first embodiment, the acquisition rate profile related to the altitude and the standard acquisition rate profile related to the altitude are compared for each altitude. By comparing the acquisition rate with the standard acquisition rate, it is possible to diagnose the weather radar of interest. That is, from a plurality of selected weather radar, obtain the acquisition rate of the meteorological object observed by each weather radar, obtain the standard acquisition rate from the obtained each acquisition rate, the standard acquisition rate and the acquisition rate of each weather radar It is only necessary to make a comparison and to diagnose the corresponding weather radar as abnormal when the difference is equal to or more than a predetermined threshold value. The technique described in the first or second embodiment can of course be applied to the fourth embodiment.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の気象シ
ステムの診断装置によれば、選定した複数の気象レーダ
から、各気象レーダが観測する気象対象の取得率を求
め、求めた各取得率から標準取得率を求め、この標準取
得率と上記各気象レーダの取得率とを比較し、その相違
が所定閾値以上であるとき該当する気象レーダを異常と
診断するようにしたので、観測地点の地域性および気象
条件により大きく変化する風向風速によらないで、気象
レーダが観測する気象対象の取得率を基に、該当する気
象レーダが正常か異常かを診断することができる。
As described above, according to the meteorological system diagnostic device of the present invention, the acquisition rate of the meteorological object observed by each meteorological radar is obtained from the selected plurality of meteorological radars, and each obtained acquisition rate is obtained. The standard acquisition rate is calculated from this, and the standard acquisition rate and the acquisition rate of each weather radar are compared, and when the difference is more than a predetermined threshold, the corresponding weather radar is diagnosed as abnormal. It is possible to diagnose whether the corresponding weather radar is normal or abnormal, based on the acquisition rate of the meteorological object observed by the meteorological radar, without depending on the wind direction and wind speed that greatly changes depending on the regional characteristics and meteorological conditions.

【0030】また、選定した複数の気象レーダから、各
気象レーダが観測する気象対象の高度に係わる取得率プ
ロファイルを求め、求めた各取得率プロファイルから高
度に係わる標準取得率プロファイルを求め、この標準取
得率プロファイルと上記各気象レーダの取得率プロファ
イルとを各高度について比較し、その相違が所定閾値以
上である数が所定以上のとき該当する気象レーダを異常
と診断するようにしたので、観測地点の地域性および気
象条件により大きく変化する風向風速によらないで、気
象レーダが観測する気象対象の高度に係わる取得率プロ
ファイルを基に、該当する気象レーダが正常か異常かを
診断することができる。
Further, an acquisition rate profile related to the altitude of the meteorological object observed by each weather radar is obtained from the selected plurality of weather radars, and a standard acquisition rate profile related to the altitude is obtained from each obtained acquisition rate profile. The acquisition rate profile and the acquisition rate profile of each weather radar are compared for each altitude, and when the difference is more than a predetermined threshold value, the corresponding weather radar is diagnosed as abnormal, so the observation point It is possible to diagnose whether the applicable weather radar is normal or abnormal based on the acquisition rate profile related to the altitude of the meteorological object observed by the meteorological radar, without depending on the wind direction and the wind speed that greatly changes depending on the regional characteristics and the weather conditions. .

【0031】また、上記該当する気象レーダを異常と診
断したとき、上記該当する気象レーダに警告を発するよ
うにしたので、早急な復旧を促がすことができる。ま
た、上記該当する気象レーダを異常と診断したとき、上
記該当する気象レーダが観測する気象対象のデータを他
の気象レーダが観測する気象対象のデータで補間するよ
うにしたので、気象観測に支障をきたすことがない。
Further, when it is determined that the applicable weather radar is abnormal, a warning is issued to the applicable weather radar, so that prompt recovery can be promoted. In addition, when the applicable weather radar is diagnosed as abnormal, the data of the weather object observed by the applicable weather radar is interpolated with the data of the weather object observed by another weather radar, which hinders the weather observation. Will not cause

【0032】また、上記気象レーダは、ウィンドプロフ
ァイラであり、観測する気象対象は風速であるので、観
測地点の地域性および気象条件により大きく変化する風
向風速によらないで、気象レーダが観測する気象対象の
高度に係わる取得率プロファイルを基に、該当する気象
レーダが正常か異常かを診断することができる。また、
上記複数の気象レーダは、空間スケールを変えて選定す
るようにしたので、空間スケールを任意に選択すること
により、気象条件および空間スケールに沿った取得率の
信頼評価を行うことができる。さらにまた、上記各気象
レーダの各取得率プロファイルは、観測する時間幅又は
観測する時期を変えて取得するようにしたので、時間ス
ケールを変化させることにより、時期,気候や季節など
の要素を診断に取り入れることができるため、より精度
の高い診断機能が得られる。
The meteorological radar is a wind profiler, and the meteorological object to be observed is the wind speed. Therefore, the meteorological radar observes the meteorological weather without depending on the wind direction and the wind speed which greatly changes depending on the regional characteristics of the observation point and the meteorological conditions. Based on the acquisition rate profile related to the altitude of the target, it is possible to diagnose whether the corresponding weather radar is normal or abnormal. Also,
Since the plurality of weather radars are selected by changing the spatial scale, by arbitrarily selecting the spatial scale, it is possible to perform reliability evaluation of the acquisition rate according to the weather conditions and the spatial scale. Furthermore, since each acquisition rate profile of each weather radar is acquired by changing the observation time width or the observation time, by changing the time scale, factors such as time, climate and season are diagnosed. Therefore, the diagnostic function with higher accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1における気象システ
ム診断装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a meteorological system diagnostic device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 実施の形態1の気象システム診断装置の動作
を説明するフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the meteorological system diagnostic device according to the first embodiment.

【図3】 気象レーダサイトで風向・風速を求める仕方
を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of obtaining a wind direction and a wind speed at a weather radar site.

【図4】 地上付近から高度5km程度までの観測され
た風の鉛直分布の時間変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in the vertical distribution of wind observed from around the ground to an altitude of about 5 km.

【図5】 高度に係わる取得率プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing an acquisition rate profile related to altitude.

【図6】 高度に係わる取得率プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an acquisition rate profile related to altitude.

【図7】 高度に係わる取得率プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an acquisition rate profile related to altitude.

【図8】 高度に係わる標準取得率プロファイルを示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a standard acquisition rate profile related to altitude.

【図9】 選定した複数の気象レーダのそれぞれの地域
を表す地図である。
FIG. 9 is a map showing respective areas of a plurality of selected weather radars.

【図10】 気候帯に応じて区分した地図である。FIG. 10 is a map classified according to climatic zones.

【図11】 従来の気象レーダシステムを示す構成図で
ある。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional weather radar system.

【図12】 従来の気象レーダの構成図である。FIG. 12 is a block diagram of a conventional weather radar.

【図13】 従来の気象用信号処理部の構成図である。FIG. 13 is a block diagram of a conventional meteorological signal processing unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 気象レーダ 41 フェーズド
アレーアンテナ 51〜58,59 気象レーダ 60 中央監視
局 61〜68,69 取得率プロファイル 70 標準取得率プロファイル。
1, 2 weather radar 41 phased array antennas 51-58, 59 weather radar 60 central monitoring stations 61-68, 69 acquisition rate profile 70 standard acquisition rate profile.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 選定した複数の気象レーダから、各気象
レーダが観測する気象対象の取得率を求め、求めた各取
得率から標準取得率を求め、この標準取得率と上記各気
象レーダの取得率とを比較し、その相違が所定閾値以上
であるとき該当する気象レーダを異常と診断するように
した気象システムの診断装置。
1. An acquisition rate of a meteorological object observed by each weather radar is obtained from a plurality of selected weather radars, a standard acquisition rate is obtained from each obtained acquisition rate, and the standard acquisition rate and the acquisition of each weather radar are obtained. A diagnostic device for a meteorological system, which compares the rates with each other and, when the difference is equal to or larger than a predetermined threshold value, diagnoses the corresponding weather radar as abnormal.
【請求項2】 選定した複数の気象レーダから、各気象
レーダが観測する気象対象の高度に係わる取得率プロフ
ァイルを求め、求めた各取得率プロファイルから高度に
係わる標準取得率プロファイルを求め、この標準取得率
プロファイルと上記各気象レーダの取得率プロファイル
とを各高度について比較し、その相違が所定閾値以上で
ある数が所定以上のとき該当する気象レーダを異常と診
断するようにした気象システムの診断装置。
2. A standard acquisition rate profile related to altitude is obtained from the selected plurality of weather radars, and an acquisition rate profile related to the altitude of a meteorological object observed by each weather radar is obtained. Diagnosis of a weather system that compares the acquisition rate profile and the acquisition rate profile of each weather radar with respect to each altitude and diagnoses the corresponding weather radar as abnormal when the number of differences is more than a predetermined threshold value is more than a predetermined value. apparatus.
【請求項3】 上記該当する気象レーダを異常と診断し
たとき、上記該当する気象レーダに警告を発するように
した請求項1又は請求項2記載の気象システムの診断装
置。
3. The weather system diagnostic device according to claim 1, wherein when the applicable weather radar is diagnosed as abnormal, a warning is issued to the applicable weather radar.
【請求項4】 上記該当する気象レーダを異常と診断し
たとき、上記該当する気象レーダが観測する気象対象の
データを他の気象レーダが観測する気象対象のデータで
補間するようにした請求項1〜請求項3のいずれか1項
に記載の気象システムの診断装置。
4. The data for a weather object observed by the applicable weather radar is interpolated by the data for a weather object observed by another weather radar when the applicable weather radar is diagnosed as abnormal. ~ The meteorological system diagnostic device according to any one of claims 3 to 4.
【請求項5】 上記気象レーダは、ウィンドプロファイ
ラであり、観測する気象対象は風速である請求項2〜請
求項4のいずれか1項に記載の気象システムの診断装
置。
5. The diagnostic device for a weather system according to claim 2, wherein the weather radar is a wind profiler, and the observed meteorological object is wind speed.
【請求項6】 上記各気象レーダの各取得率プロファイ
ルは、観測する時間幅又は観測する時期を変えて取得す
るようにした請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載
の気象システムの診断装置。
6. The meteorological system according to claim 2, wherein each acquisition rate profile of each weather radar is acquired by changing an observation time width or an observation time. Diagnostic device.
【請求項7】 上記複数の気象レーダは、空間スケール
を変えて選定するようにした請求項2〜請求項6のいず
れか1項に記載の気象システムの診断装置。
7. The weather system diagnostic device according to claim 2, wherein the plurality of weather radars are selected by changing a spatial scale.
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