CN110286377B - 双频段天气雷达观测控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种双频段天气雷达观测控制方法及系统，同时向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机发送第一触发脉冲，向X频段收发分机发送第二触发脉冲，向数字采集与存储器发送第三触发脉冲，以实现对Ka频段收发分机、X频段收发分机以及数字采集与存储器的同时控制，并在数字采集与存储器得到第一采样结果和第二采样结果后，向DSP板卡板卡发送第一控制指令，实现对DSP板卡的控制。通过对Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡先后发送触发脉冲和控制指令，使Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡之间相互配合，共同完成双频段天气雷达的观测工作，得到气象数据。
Description
技术领域
本发明涉及天气雷达观测自动控制技术领域，更具体地，涉及双频段天气雷达观测控制方法及系统。
背景技术
目前，双频段天气雷达的作用是利用云和降水对电磁波的散射作用，对作用范围内云、雨的空间位置与分布、气象参数进行定量探测，获取目标的形状、相态和空间取向等特征。
以典型的X波段或Ka频段天气雷达为例，X频段主要用来观测降雨，此频段与X波段天气测雨雷达的工作频段相同，且相对于常规的S、C波段来说波长短、波束窄、分辨率高、信杂比高，可降低地杂波影响；Ka频段是典型的毫米波频段，主要用来测云，这是因为毫米波适合探测直径远小于天气雷达波长的粒子，如直径为几微米的云粒子到弱降水粒子。毫米波可穿透云，描述云内部物理结构，还可连续监测云的垂直剖面变化，另外毫米波具有较好的多普勒速度分辨率，测速精度高。
但是，双频段天气雷达需要X频段天气雷达与Ka频段天气雷达同时进行观测，观测得到的数据难以在时间、空间上实现同步和匹配，将会导致对同一片区域探测云、雨的工作无法较好地配合。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种双频段天气雷达观测控制方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，包括：
S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；
S2，向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
S3，基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
优选地，在所述S1之前还包括：
向所述双频段天气雷达中的差分全球卫星导航系统GNSS发送测量指令，控制所述差分GNSS测量所述双频段天气雷达所处的世界坐标以及航向角；
向所述双频段天气雷达中的伺服转台发送第二控制指令，控制所述伺服转台将所述双频段天气雷达的Ka频段天线波束和X频段天线波束均指向正北方向。
优选地，还包括：设置所述双频段天气雷达的发射脉冲参数、扫描方式及对应的扫描参数；相应地，
控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，具体包括：
控制所述Ka频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第一回波序列；
控制所述X频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第二回波序列。
优选地，所述扫描方式具体包括：定点扫描方式、方位平面扫描方式、俯仰扫描方式、方位扇扫方式、俯仰扇扫方式和立体扫描方式。
优选地，所述控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据，具体包括：
控制所述数字信号处理板卡每隔预设时间段获取所述数字采集与存储器中的、预设数量的所述第一采样结果和所述预设数量的所述第二采样结果，并对获取的结果进行杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理以及脉冲多普勒处理，生成天气雷达基数据。
优选地，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发单收工作机制；或者，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发双收工作机制。
优选地，所述气象参数具体包括：降雨率、液态含水量、雨滴谱、有效雨粒子半径、降水粒子相态、云相态、云滴谱、云水含量以及有效云粒子半径。
第二方面，本发明实施例提供了一种双频段天气雷达观测控制系统，包括：第一控制模块、第二控制模块和气象参数生成模块。其中，
第一控制模块用于同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；
第二控制模块用于向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
气象参数生成模块用于基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行第一方面提供的双频段天气雷达观测控制方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的双频段天气雷达观测控制方法。
本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制方法及系统，同时向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机发送第一触发脉冲，向X频段收发分机发送第二触发脉冲，向数字采集与存储器发送第三触发脉冲，以实现对Ka频段收发分机、X频段收发分机以及数字采集与存储器的同时控制，并在数字采集与存储器得到第一采样结果和第二采样结果后，向DSP板卡板卡发送第一控制指令，实现对DSP板卡的控制。通过对Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡先后发送触发脉冲和控制指令，使Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡之间相互配合，共同完成双频段天气雷达的观测工作，得到气象数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制方法中涉及到的双频段天气雷达的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制方法中在实现对双频段天气雷达的观测工作的控制之前的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种双频段天气雷达观测控制系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种双频段天气雷达观测控制方法，包括：
S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；
S2，向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
S3，基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
具体地，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法中涉及到的双频段天气雷达的结构图如图2所示。由图2可知，双频段天气雷达包括：Ka频段收发分机21、X频段收发分机22、伺服转台23、数字采集与存储器24、数字信号处理(Digital SignalProcessing，DSP)板卡25、差分全球卫星导航系统(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)26和双频段天气雷达天线，双频段天气雷达天线包括Ka频段天线27、X频段天线28、差分GNSS主天线29以及差分GNSS从天线210，双频段天气雷达搭载在车载平台211上。Ka频段收发分机21用于通过Ka频段天线27发送Ka频段脉冲并接收与Ka频段脉冲对应的第一回波序列，Ka频段脉冲对应的第一回波序列用于观测降雨，即通过对第一回波序列进行数据处理可以得到关于雨的各种气象参数，例如降雨率、液态含水量、雨滴谱、有效雨粒子半径以及降水粒子相态等。X频段收发分机22用于通过X频段天线28发送X频段脉冲并接收与X频段脉冲对应的第二回波序列，X频段脉冲对应的第二回波序列用于观测云，即通过对第二回波序列进行数据处理可以得到关于云的各种气象参数，例如云相态、云滴谱、云水含量以及有效云粒子半径等。差分GNSS27用于通过差分GNSS主天线29以及差分GNSS从天线210实现对双频段天气雷达的定位以及对双频段天气雷达的航向角的测量。
伺服转台23用于旋转双频段天气雷达以改变双频段天气雷达天线的朝向。数字采集与存储器24用于对第一回波序列和第二回波序列分别进行采样，对第一回波序列进行采样得到第一采样结果，对第二回波序列进行采样得到第二采样结果。数字采集与存储器24还可以用于存储第一采样结果和第二采样结果。DSP板卡25用于获取数字采集与存储器中的第一采样结果和第二采样结果，并对第一采样结果和第二采样结果分别进行处理，生成天气雷达基数据。其中，天气雷达基数据可包括：回波强度数据、径向速度数据、线性退极化比数据、差分反射率数据、差分传播相位移数据等。由于是对第一采样结果和第二采样结果分别进行处理，因此生成的天气雷达基数据既包括了第一回波序列的回波强度数据、径向速度数据、线性退极化比数据、差分反射率数据以及差分传播相位移数据，还包括了第二回波序列的回波强度数据、径向速度数据、线性退极化比数据、差分反射率数据以及差分传播相位移数据。
在对双频段天气雷达的观测工作进行控制时，首先执行S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机21、X频段收发分机22和数字采集与存储器24发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，通过第一触发脉冲控制Ka频段收发分机21发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，通过第二触发脉冲控制X频段收发分机22发送X频段脉冲并接收第二回波序列，通过第三触发脉冲控制数字采集与存储器24对第一回波序列和第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果。还可以通过第三触发脉冲控制数字采集与存储器24对第一采样结果和第二采样结果进行存储。
然后执行步骤S2，向双频段天气雷达中的DSP板卡25发送第一控制指令，通过第一控制指令控制DSP板卡25获取数字采集与存储器24中存储的第一采样结果和第二采样结果，并基于第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据。
最后执行步骤S3，即基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。根据DSP板卡25生成的天气雷达基数据，生成气象参数。由于DSP板卡25生成的天气雷达基数据包括了第一回波序列以及第二回波序列的回波强度数据、径向速度数据、线性退极化比数据、差分反射率数据、差分传播相位移数据等，因此生成的气象参数也是包括了关于雨的各种气象参数以及关于云的各种气象参数。
本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，同时向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机发送第一触发脉冲，向X频段收发分机发送第二触发脉冲，向数字采集与存储器发送第三触发脉冲，以实现对Ka频段收发分机、X频段收发分机以及数字采集与存储器的同时控制，并在数字采集与存储器得到第一采样结果和第二采样结果后，向DSP板卡板卡发送第一控制指令，实现对DSP板卡的控制。通过对Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡先后发送触发脉冲和控制指令，使Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡之间相互配合，共同完成双频段天气雷达的观测工作，得到气象数据。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，可以通过工控机实现向Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡先后发送触发脉冲和控制指令，进而实现对Ka频段收发分机、X频段收发分机、数字采集与存储器以及DSP板卡的控制。此时，工控机可以与Ka频段收发分机、X频段收发分机、伺服转台、数字采集与存储器、DSP板卡以及差分GNSS通信连接。其中，控制指令可以来自于工控机，也可以来自于远端的控制终端，通过控制终端实现对工控机的远程控制，本发明实施例中对此不作具体限定。
如图3所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，在所述S1之前还包括：
S01，向所述双频段天气雷达中的差分全球卫星导航系统GNSS发送测量指令，控制所述差分GNSS测量所述双频段天气雷达所处的世界坐标以及航向角；
S02，向所述双频段天气雷达中的伺服转台发送第二控制指令，控制所述伺服转台将所述双频段天气雷达的Ka频段天线波束和X频段天线波束均指向正北方向。
具体地，本发明实施例中在实现对双频段天气雷达的观测工作的控制之前，即在S1之前还包括：对双频段天气雷达进行位置初始化，使通过双频段天气雷达得到的天气雷达基数据以及气象参数与位置实现一一对应，方便对天气雷达基数据以及气象参数的后续研究及利用。
首先执行S01，向双频段天气雷达中的差分GNSS发送测量指令，通过测量指令控制差分GNSS测量双频段天气雷达所处的世界坐标以及航向角。其中，世界坐标通过经纬度以及高度表示。
测量出航向角后执行S02，向双频段天气雷达中的伺服转台发送第二控制指令，通过第二控制指令控制伺服转台将双频段天气雷达的Ka频段天线波束和X频段天线波束均指向正北方向。之后便以此为基准确定双频段天气雷达的实时位置。其中，第二控制指令可以来自于工控机，也可以来自于远端的控制终端，通过控制终端实现对工控机的远程控制，本发明实施例中对此不作具体限定。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，还包括：设置所述双频段天气雷达的发射脉冲参数、扫描方式及对应的扫描参数；相应地，
控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，具体包括：
控制所述Ka频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第一回波序列；
控制所述X频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第二回波序列。
具体地，本发明实施例中设置双频段天气雷达的发射脉冲参数、扫描方式及对应的扫描参数均是使双频段天气雷达实现观测的准备工作。其中，发射脉冲参数包括信号带宽、参差脉组数以及每一参差脉组内发射脉冲的数量，或者波形序号。可以从预先设置并保存在Ka频段收发分机和X频段收发分机中的一组波形中选择其中一个序号的波形，波形序号确定后，也即确定了信号带宽、参差脉组数以及每一参差脉组内发射脉冲的数量。扫描方式具体可以采用现有技术中提供的扫描方式，如定点扫描方式、方位平面扫描方式、俯仰扫描方式、方位扇扫方式、俯仰扇扫方式和立体扫描方式等。对应的扫描参数是与每种扫描方式相对应的扫描参数。
准备工作做好后，控制Ka频段收发分机通过双频段天气雷达的Ka频段天线，以设置的扫描方式发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列；控制X频段收发分机通过双频段天气雷达的X频段天线，同样以设置的扫描方式发送X频段脉冲并接收第二回波序列。也就是说，Ka频段收发分机和X频段收发分机均是以设置的扫描方式实现脉冲的发送以及回波序列的接收。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，可以通过工控机设置双频段天气雷达的发射脉冲参数、扫描方式及对应的扫描参数。相应地，工控机设置有交互界面，交互界面包括“发射波形参数设置模块”和“扫描参数设置模块”，可以在“发射波形参数设置模块”上设置双频段天气雷达的发射脉冲参数，在“扫描参数设置模块”上设置扫描方式及对应的扫描参数。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，所述控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中存储的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据，具体包括：
控制所述数字信号处理板卡每隔预设时间段获取所述数字采集与存储器中存储的、预设数量的所述第一采样结果和所述预设数量的所述第二采样结果，并对获取的结果进行杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理以及脉冲多普勒处理，生成天气雷达基数据。
具体地，本发明实施例中，DSP板卡获取数字采集与存储器中存储的第一采样结果和第二采样结果时，获取方式是每隔预设时间段获取一次，获取内容是预设数量的第一采样结果和预设数量的第二采样结果，预设时间段和预设数量均可以根据需要进行设置，本发明实施例中对此不作具体限定。获取后，对获取的结果进行杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理以及脉冲多普勒处理，最终生成天气雷达基数据。其中，涉及到的杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理以及脉冲多普勒处理均属于本领域常用的回波序列数据处理方式，本发明实施例中对其具体实现方式不作具体限定。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发单收工作机制；或者，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发双收工作机制。
具体地，本发明实施例中，当Ka频段收发分机和X频段收发分机均为单发单收工作机制时，数字采集与存储器中包括两路信号，一路为第一采样结果，来自于Ka频段收发分机，一路为第二采样结果，来自于X频段收发分机。当Ka频段收发分机和X频段收发分机均为单发双收工作机制时，数字采集与存储器中包括四路信号，两路为第一采样结果，来自于Ka频段收发分机，两路为第二采样结果，来自于X频段收发分机。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，工控机的交互界面上还包括“开始探测按钮”。当按下“开始探测按钮”后，工控机按照设置的发射脉冲参数生成控制指令分别发送至Ka收发分机、X收发分机和数字采集与存储器，使Ka收发分机处于“等待第一触发脉冲准备发射接收信号”的状态，使X收发分机处于“等待第二触发脉冲准备发射接收信号”的状态，使数字采集与存储器处于“等待第三触发脉冲准备采样存储”的状态。
如图4所示，为本发明实施例中提供的一种双频段天气雷达观测控制方法的流程示意图。
S41，工控机向差分GNSS发送测量指令，控制差分GNSS测量双频段天气雷达所处的世界坐标以及航向角，差分GNSS测得航向角后，工控机向双频段天气雷达中的伺服转台发送第二控制指令，控制所述伺服转台将所述双频段天气雷达的Ka频段天线波束和X频段天线波束均指向正北方向。
S42，设置双频段天气雷达的发射波形参数、扫描方式及对应的扫描参数，通过工控机交互界面上的“发射波形参数设置模块”设置信号带宽、参差脉组数、组内脉冲个数，或直接设置波形序号；通过工控机交互界面上的“扫描参数设置模块”选择扫描方式，并根据选择的扫描方式设置对应的扫描参数。
S43，在工控机交互界面上点击“开始探测按钮”，工控机按照S42设置的波形序号给Ka收发分机发送控制指令，使Ka收发分机处于“等待第一触发脉冲准备发射接收信号”的状态，给X收发分机发送控制指令，使X收发分机处于“等待第二触发脉冲准备发射接收信号”的状态，向数字采集与存储器发送控制指令，使数字采集与存储器处于“等待第三触发脉冲准备采样存储”的状态。
S44，工控机按照S42设置的扫描方式及对应的扫描参数，工控机按照设置的扫描方式及其扫描参数，控制伺服转台搭载Ka频段天线和X频段天线进行方位和俯仰扫描，并同时在预定的方位和俯仰坐标位置上发出第一触发脉冲给Ka收发分机；Ka收发分机接收第一触发脉冲，一方面立即按照设置的发射脉冲参数进行Ka频段脉冲的发射和第一回波序列的接收，接收的第一回波序列作为数字采集与存储器的被采中频信号；还伴随生成第三触发脉冲发送至数字采集与存储器，另一方面同时将所述第一触发脉冲功分出一路一模一样的脉冲即第二触发脉冲给X收发分机；X收发分机接收第二触发脉冲，立即按照设置的发射脉冲参数进行X频段脉冲的发射和第二回波序列的接收，接收的第二回波序列也作为数字采集与存储器的被采中频信号；数字采集与存储器接收第三触发脉冲，就按默认的采样频率和采样点数分别对第一回波序列和第二回波序列进行采集，得到第一采样结果和第二采样结果并存储。
S45，在S44执行的过程中，工控机向DSP板卡发送控制指令，使其每隔预设时间段从数字采集与存储器中获取预设数量的第一采样结果和第二采样结果，并分别进行杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理、脉冲多普勒处理等信号处理方式，生成天气雷达基数据。
S46，DSP板卡将处理得到的天气雷达基数据实时地传输给工控机，由工控机进行数据处理，生成气象参数。
S47，判断伺服转台是否完成设置的所有扫描运动，若是则执行S48，否则重复执行S44至S46，直到伺服转台完成设置的所有扫描运动。
S48，工控机向Ka频段收发分机、X频段收发分机、伺服转台、数字采集与存储器、DSP板卡以及差分GNSS发送停止工作的控制指令。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制方法，可以根据用户的选择将气象参数显示在工控机的交互界面上，以使用户更直观的掌握气象参数。
如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中还提供了一种双频段天气雷达观测控制系统，包括：第一控制模块51、第二控制模块52和气象参数生成模块53。其中，
第一控制模块51用于分别向双频段天气雷达中的X频段收发分机、Ka频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果，并将所述第一采样结果和第二采样结果进行存储；
第二控制模块52用于向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中存储的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
气象参数生成模块53用于基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
具体地，本发明实施例中提供的双频段天气雷达观测控制系统中各模块均为工控机中的组成部分，分别用于实现工控机的不同作用。具体实现方式与上述方法类实施例中各步骤的操作流程是一一对应的，实现的效果也是一致的，本发明实施例中对此不作具体限定。
如图6所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(Communications Interface)603和总线604；其中，
所述处理器601、存储器602、通信接口603通过总线604完成相互间的通信。所述存储器602存储有可被所述处理器601执行的程序指令，处理器601用于调用存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；S2，向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；S3，基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
存储器602中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；S2，向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；S3，基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，包括：
S1，同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；
S2，向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
S3，基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
2.根据权利要求1所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，在所述S1之前还包括：
向所述双频段天气雷达中的差分全球卫星导航系统GNSS发送测量指令，控制所述差分GNSS测量所述双频段天气雷达所处的世界坐标以及航向角；
向所述双频段天气雷达中的伺服转台发送第二控制指令，控制所述伺服转台将所述双频段天气雷达的Ka频段天线波束和X频段天线波束均指向正北方向。
3.根据权利要求1所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，还包括：设置所述双频段天气雷达的发射脉冲参数、扫描方式及对应的扫描参数；相应地，
控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，具体包括：
控制所述Ka频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第一回波序列；
控制所述X频段收发分机通过所述双频段天气雷达的Ka频段天线，以所述扫描方式发送所述X频段脉冲并接收所述第二回波序列。
4.根据权利要求3所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，所述扫描方式具体包括：定点扫描方式、方位平面扫描方式、俯仰扫描方式、方位扇扫方式、俯仰扇扫方式和立体扫描方式。
5.根据权利要求1所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，所述控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据，具体包括：
控制所述数字信号处理板卡每隔预设时间段获取所述数字采集与存储器中的、预设数量的所述第一采样结果和所述预设数量的所述第二采样结果，并对获取的结果进行杂波滤波处理、脉冲对非相参积累处理以及脉冲多普勒处理，生成天气雷达基数据。
6.根据权利要求1所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发单收工作机制；或者，所述Ka频段收发分机和所述X频段收发分机均为单发双收工作机制。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的双频段天气雷达观测控制方法，其特征在于，所述气象参数具体包括：降雨率、液态含水量、雨滴谱、有效雨粒子半径、降水粒子相态、云相态、云滴谱、云水含量以及有效云粒子半径。
8.一种双频段天气雷达观测控制系统，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于同时分别向双频段天气雷达中的Ka频段收发分机、X频段收发分机和数字采集与存储器发送第一触发脉冲、第二触发脉冲和第三触发脉冲，控制所述Ka频段收发分机发送Ka频段脉冲并接收第一回波序列，控制所述X频段收发分机发送X频段脉冲并接收第二回波序列，控制所述数字采集与存储器对所述第一回波序列和所述第二回波序列分别进行采样得到第一采样结果和第二采样结果；
第二控制模块，用于向所述双频段天气雷达中的数字信号处理板卡发送第一控制指令，控制所述数字信号处理板卡获取所述数字采集与存储器中的所述第一采样结果和所述第二采样结果，并基于所述第一采样结果和所述第二采样结果，生成天气雷达基数据；
气象参数生成模块，用于基于所述天气雷达基数据，生成气象参数。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行如权利要求1-7中任一项所述的双频段天气雷达观测控制方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的双频段天气雷达观测控制方法。
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