DE2743789C2 - Anordnung zur Extraktion und vektorförmigen Darstellung von Wetterinformationen aus Radarempfangssignalen - Google Patents

Description

Beschreibung

ίο Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die moderne Flugsicherung wird mit automatischen Anlagen, wie z. B. Digitalen Zielextraktoren (DZE) etc. durchgeführt Dies hat zur Folge, daß nur die Nutzzielinformation, also Flugziele, erkannt und weiter untersucht werden. Störziele dagegen, die unter dem Begriff Clutter zusammengefaßt sind, werden unterdrückt

Diese Art der Auswertung bedingt, daß der Radarlolse von einem Zielextraktor und den daran anschließenden Verarbeitungsanlagen keine Informationen über Wettergebiete erhält und somit gegenüber den meisten Flugkapitänen, die ein Wetterradar an Bord haben, schlechter informiert ist

Aus der DE-OS 22 23 242 ist eine Anordnung zur Extraktion von solchen Informationen aus Radarempfangssignalen bekannt, die für die Iso-Echokonturcn von Wettergebieten charakteristisch sind, bei der bei Aufteilung des Überwachungsgebietes in Flächenelemente, die durch Kreisringe und Kreissektoren mit dem Radarstandort als Mittelpunkt begrenzt sind, eine Schaltung zur Mittelwertsbildung vorgesehen ist, die innerhalb jeden Flächenelementes eine Mittelung der zugehörigen Empfangssignalamplituden in Entfernung und Azimut durchführt, bei der eine Schwellenlogik an die Schaltung zur Mittelwertbildung angeschlossen ist, die die Mittelwerte mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht und bei Überschreiten des Schwellwertes ein vorgegebenes digitales Ausgangssignal abgibt, bei der der Schwellenlogik eine Schaltung zur Konturauswertung folgt, die einerseits in jeder Auswerteperiode in Entfernungsrichtung die aufeinander folgenden Schwellüberschreitungen ermittelt und daraus unter Glättung in Entfernungsrichtung Anfang und Ende der Wettergebiete im augenblicklichen Azimutwert bestimmt und die andererseits diesen Anfängen und Enden entsprechend Signale in einen Konturspeicher einschreibt und diese unter Glättung im Azimut in Iso-Echokonturmeldungen umformt.
Aufgabe der Erfindung ist es, Wetterdaten in der Form zu liefern, daß die Wettergebiete auf den Sichtgeräten durch eine Parallelschraffur (Vektoren) dargestellt werden können.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die weitere Ausgestaltung ergibt sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Das Konzept des Digitalen Wetterextraktors (DWE), gemäß der Erfindung, gliedert sich in die Teile Wettcrerkennung und Wetterauswertung.

Die Wettererkennung basiert auf der Auswertung der Treppenspannung der Videosubtraktion (VST). Die VST bildet über eine einstellbare Anzahl von Entfcrnungsquanten den Signalmittelwert von Radarvideo und erfolgt in einem azimutalen Raster von ca. 1,4" (0,7°). Das Entfernungsraster beträgt dabei 375 m = 2,5 us bzw. 750 ni (5 μβ). Die Übergabe der

Wetterdaten an die Wetterauswertung erfolgt in φ, O-Koordinaten. Die Wettererkennung wird online durchgeführt.

Die Wetlerauswertung ist ein reines offline-Verfahren. Wetterdaten, die von der Wettererkennung angeliefert werden, müssen in einem Vorspeicher vorsortiert werden. Anschließend werden die Daten in X/Y-Koordinaten umgewandelt und in Sort-Boxen abgelegt. Die Inkrementierung der Sort-Boxen richtet sich nach der geforderten Genauigkeit und beträgt 235 NM.

Nach der Wetterauswertung stehen die Wettergebiete in der gewünschten Vektorform (Parallelschraffur) zur Verfügung und können an weiterverarbeitende Systeme übertragen werden.

Die Wettererkennung ist in den Flg. 1 und 2 dargestellt. Flg. 1 zeigt das Prinzip der Gradientenauswertung, Flg. 2 ein Blockschaltbild dieses Teils des Verfahrens.

Die Analogspannung der Basisabsenkur.g, die man aus der VST des DZE's gewinnt, wird einem Analog-Digital-Wandler zugeführt, der diese Spannung in 8 Schritten entsprechend 3 Bit quantisiert. Ein antilog-Verhalten des A/D-Wandlers kann ev. dadurch erreicht werden, daß die Quantisierungsschritte einstellbar durchgeführt werden. Zur Auswertung für die Wettererkennung wird nur Video vom MTI-Kanal benutzt, da für die betriebliche Nutzung nur Wetterinformationen interessieren, die über die MTl-Löschung gelangen.

Die Analogspannung wird jeweils nach 625 ns abgetastet und einer Mittelwertbildung in Entfernung zugeführt. Gemillclt wird über 4 Abtastungen bzw. 8 Abtastungen, so daß jeweils nach 2,5 μβ bzw. 5 μ$ ein 3-Bit-Amplitudenmiltelwert zur Verfugung steht.

Die Mittelwertbildung in Entfernungsrichtung mittelt kurzzeitige Spannungseinbrüche aus. Danach erfolgt eine Integration in AZ-Richtung.

Die bei der Mittelwertbildung in Entfernung gebildeten Amplitudenmittelwerte werden in einem entfernungsorientierten Speicher abgelegt. Die Amplitudenmittclwcrle der nachfolgenden Sweeps werden zu dem im Speicher abgelegten addiert. Die Aufsummierung erfolgt über einen Bereich von ca. 1,4° (0,7°). Bei einer Impulsfolgefrequenz von 400 Hz, einer Umlaufdauer von 10 see und einem Abtastwinkel von 1,4° wird demnach über 40 000 · 1,4/360 = 15,5 ^ 16 Sweeps die Summe gebildet. Mit dieser Summenbildung über 1,4° (0,7°) werden azimutale Amplitudenschwankungen ausgcmittelt.

Für die nachfolgende Wetterranderkennung muß der Inhalt des Speichers ausgelesen werden. Da dieser Auslesevorgang mindestens die zeitliche Dauer eines Sweeps erfordert, wird so verfahren, daß über 16 Sweeps entsprechend obigem Beispiel summiert wird. Um Zeit für den Auslesevorgang zu gewinnen, wird der 17. Sweep nicht ausgewertet. Entsprechend wird bei 8 Sweeps (0,7°) der 9. Sweep nicht ausgewertet.

Bei der Auslegung des Speichers wird die max. Reichweite von 150NM und die Entfernungsrasterung von 750 m fe 5 μβ zugrunde gelegt. Der Speicher benötigt demnach 150 · 1,853/0,75 = 370 Wörter ä 7 Bit. Die praktische Speicherauslegung ergibt damit 512 Wörter ä 7 Bit.

Eine wesentlich aufwendigere Lösung, die ohne Informationsverlust arbeitet, könnte bei doppeltem Speicheraufwand erzielt werden. In diesem Fall wurden zwei Speicher im Multiplex arbeiten, d. h. der erste Speicher würde die Information über 1,4° (0,7°) aufnehmen, anschließend würde der zweite Speicher die Information der nächsten 1.4° (0,7°) aufnehmen, während der erste Speicher in dieser Zeit für die Wettererkennung ausgelesen werden könnte.

Das Prinzip der Wetterranderkennung mit Hilfe der Gradientenauswertung ist in Flg. 1 dargestellt

Die über 8 bzw. 16 Sweeps in Azimut (AZ)-Richtung gemittelte Amplitudeninformation der VST-Treppenspannung wird mit Hilfe von zwei Ausw«rtefenstern in Entfernungsrichtung schrittweise abgesucht Die Länge ίο der Auswertefenster ist einstellbar in 4 oder 8 Entfernungsschritten.

Der Abstand der Auswertefenster ist ebenfalls einstellbar zwischen 1 und 4 Entfernungsschritten.

Bei jedem Schritt wird über die gesamte Auswerteis fensterlänge der beiden Fenster summiert und anschließend die Differenz zwischen den beiden Auswertefenstern gebildet

Sobald die Differenz einen voreinstellbaren Wert erreicht bzw. überschreitet, wird auf Zonenrand-Anfang (ZRA) erkannt Das Auswertefenster 2 bleibt jetzt stehen. Das Auswertefenster 1 läuft so lange schrittweise in Entfernungsrichtung weiter, bis sich die Differenz zwischen Auswertefenster 1 und 2 in mehreren (einstellbar) aufeinanderfolgenden Schritten innerhalb einer vorgesehenen Toleranz nicht ändert. Sobald dies der Fall ist, läuft das Auswertefenster 2 auf die Position von Auswertefenster 1. Das Auswertefenster 1 nimmt wieder die voreilende Position ein. Zusätzlich wird in einem Vergangenheits-Merkregister die Kennung für ZRA gesetzt Damit können ev. nachfolgende ZRA-Meldungen, die beim treppenförmigen Ansteigen der Störung entstehen können, bei der Ausgabe unterdrückt werden.

Die beiden Auswertefenster bewegen sich wieder schrittweise weiter, bis schließlich aufgrund der negativen Differenz zwischen den Auswertefenstern mit der Auswertung auf Zonenrandende (ZRE) begonnen werden kann.

Erreicht bzw. überschreitet die Differenz in diesem Fall den voreingestellten Vergleichswert, so bleibt das Auswerteregister 2 stehen, während Auswertefenster 1 •schrittweise in Entfernungsrichtung weiterläuft, bis sich die Differenz zwischen Auswertefenster 1 und 2 in mehreren (einstellbar) aufeinanderfolgenden Schritten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz nicht mehr ändert. Ist dies der Fall, wird ZRE ausgegeben und im Vergangenheits-Merkregister die Kennung für ZRE gesetzt. Treten bei treppenförmigem Verlauf der Störung weitere ZRE-Meldungen auf, so müssen diese ausgegeben werden. Bei der nachfolgenden Auswertung wird im Wettervorspeicher die letzte der ZRE-Meldungen einer Störung erkannt.

Bei der praktischen Realisierung (Fig. 2) der Wettererkennung mit Hilfe der Gradientenauswertung wird so verfahren, daß nach den 8 bzw. 16 Sweeps di? Summenwerte über eine Ein-/Ausgabe-Schaltung nacheinander aus dem Arbeitsspeicher ausgelesen werden. Die ausgelesenen Adressen werden in einem nachfolgenden Schieberegister mit "0" überschrieben, so daß nach der vollständigen Abarbeitung des Arbeitsspeichers sofort wieder die Information der nächsten 8 bzw. 16 Sweeps aufgenommen werden.

Die ausgelesenen Summenwerte (6 Bit bei 8 Sweeps bzw. 7 Bit bei 16 Sweeps) werden gemittelt und auf 4 Bit gerundet. Die Mittelung, d.h. Teilung durch 8 bzw. 16 entspricht einfach einer Stellenverschiebung.

Diese gemittelten Werte werden in einem Zwischenspeicher mit 20 Plätzen eingeschoben. Die Informationsauswertung beginnt, sobald am Auswertefenster 2

über das Zwischenregister die Information vollständig anliegt. Bei einer Auswertefensterbreite von 8 ist dies der Fall, wenn die Information der Adresse "0" auf Platz

1 des Zwischenregisters erscheint. Bei einer Auswertefensterbreite von 4 muß die Information auf Platz 5 vorhanden sein.

Während die aus dem Arbeitsspeicher fortlaufend ausgelesene Information über das Zwischenregister geschoben wird, können die Auswertefenster 1 und 2 laufend die Summe über 4 bzw. 8 Plätze bestimmen. Die ermittelten Werte werden in die Auswerteregister 1 und

2 eingeschrieben. Über ein Subtrahierwerk wird die Differenz gebildet und das Ergebnis auf 6 Bit gerundet in das Differenz-Register eingeschrieben. Sobald die Differenz einen voreingestellten Vergleichswert erreicht oder überschreitet, wird das Auswerteregister 2 angehalten, d. h. es erhält keinen Obernahmetakt mehr. Über das ebenfalls laufend ermittelte Vorzeichen des Gradienten kann jetzt die Entscheidung getroffen werden, ob eine ZRA-Meldung ausgegeben werden muß (pos. Vorz.), oder ob eine ZRE-Erkennung stattfindet (neg. Vorz.).

Beim weiteren Auslesen der Information aus dem Arbeitsspeicher wird nur noch die über dem Auswertefenster 1 erscheinende Information ausgewertet. Ein Vergleicher zwischen Auswertefenster 1 und Auswerteregister 1 stellt fest, ob sich je nach Vorzeichen eine Vergrößerung oder eine Verringerung der Summeninformation ergibt. Je nach Vorzeichen wird dann jede Erhöhung bzw. Verminderung der Summeninformation im Auswerteregister 1 abgelegt. Ändert sich der im Auswertefenster 1 ermittelte Wert gegenüber dem im Auswerteregister 2 stehenden innerhalb der vorgegebenen Grenzen nicht mehr, so wird dies, wenn es mehrmals nacheinander geschieht, in einem Zähler registriert Erreicht der Zählerstand einen einstellbaren Verg'eichswert. so wird bei der Auswertung auf ZRE (neg. Vorz.) eine ZRE-Meldung ausgegeben und anschließend die am Zwischenregister über Auswertefenster 1 stehende Information weitergeschoben, bis sie über Auswertefenster 2 erscheint. Mit diesem Vorgang wird erreicht daß das Auswertefenster 2 die letzte Position vom Auswerteregister 1 einnimmt. Die weitere Verarbeitung entspricht der zuvor beschriebenen.

Die Entfernungsposition, bei der eine Zonenrandmeldung festgestellt wird, kann über den Adreßzähler des Arbeitsspeichers, korrigiert um einen Wert der von der Auswertefensterbreite abhängig ist, bestimmt werden. Die Entfernungspositionierung erfolgt mit einer Genauigkeit von 8 Bit und wird als Adresse für die nachfolgende Weiterverarbeitung im Wettervorspeicher im Adreß-Pufferregister abgelegt.

Wie aus dem Blockschaltbild zu erkennen ist kann ohne großen Aufwand eine Erkennung des Zonenkerns abgeleitet werden, dann nämlich, wenn am Auswerteregister 1 der Summenwert einen voreinstellbaren Vergleichswert über- bzw. wieder unterschreitet Zwischen den beiden Auswertefenstern kann ein Abstand zwischen 1 und 4 Plätzen ausgewählt werden. Ein größerer Abstand bringt vor allem dann einen Erkennungsgewinn, wenn sich die zu erkennende Clutterstörung an den Rändern nur langsam ändert, so daß die Differenz zwischen den beiden Auswertefenstern gering ist

Die Ausgabe der Zonenrand- bzw. Kerngebiets-Anfangs- und Endemeldungen an die Wetterauswertung erfolgt über die Ausgabeeinheit.

Zusätzlich zu der Gradientenauswertung wird eine einstellbare Cluttererkennungsschwelle für den Fall durchgeführt, daß keine Gradientenerkennung möglich ist. Dies ist dann nötig, wenn sich über einen größeren Bereich die über die Auswertefenster ermittelten Summenwerte nur geringfügig unterscheiden, so daß die Differenz den Vergleichswert für die Gradientenerkennung nicht erreicht. Bei der Auswertung mit Hilfe der Clutterschwelle wird so verfahren, daß ein Erreichen bzw. Überschreiten der Schwelle dann zu einer ZRA-Meldung führt, wenn über die Gradientenerkennung im Vergangenheits-Merkregister noch keine ZRA-Kennung steht. Beim Unterschreiten der Clutterschwelle wird in jedem Fall eine ZRE-Meldung ausgegeben auch dann, wenn über die Gradientenerkennung eine oder weitere ZRE-Meldungen folgen. Bei der nachfolgenden Auswertung wird im Wettervorspeicher die letzte ZRE-Meldung erkannt

Die Realisierung der Cluttererkennungsschwelle ist aus dem Blockschaltbild (Fig. 2) ersichtlich. Der Vergleicher liegt zwischen Auswerteregister 1 und dem einstellbaren Vergleichswert. Zur Wetterauswertung werden die bei der Wettererkennung am Ende einer 1,4° (0,7°)-Abtastung ermittelten Wetterrandmeldungen zunächst vom Wettervorspeicher aufgenommen. Nach der Aufnahme der Wetterrandmeldung in den Wettervorspeicher kann mit der Abarbeitung begonnen werden. Dieser offline ablaufende Vorgang muß rechtzeitig bis zu den nächsten online einlaufenden Wettcrrandmeldungen abgeschlossen sein.

Die wichtigsten Aufgaben, die im Wettervorspeicher ausgeführt werden müssen, sind:

1. die Erkennung der letzten ZRE-Meldung eines Wettergebietes,

2. Auffüllen der zwischen ZRA und ZRE liegenden Zellen,

3. Löschen einer ZRA- und ZRE-Meldung im Speicher, wenn in zu geringem Abstand (einstellbar) eine ZRE-Meldung folgt

Die ermittelten Wettergebietspunkte über eine Abtastung von 1,4° (0,7°) werden anschließend zur Übertragung in die Sort-Boxen umgerechnet

Die Organisation des Wettervorspeichers beträgt 256 Worte a 4 Bit

Die Anzahl der erforderlichen Worte richtet sich nach der gewählten Entfernungsrasterung.

Die 4 Bit pro Wort sind wie folgt definiert:

1. Bit = Wettergebiet

2. Bit = Kerngebiet

3. Bit = Anfang

4. Bit = Ende

Mit dieser Organisation kann jede mögliche Wetterrandmeldung im Wettervorspeicher eindeutig gekennzeichnet werden.

Die Korrespondenz mit dem Wettervorspeicher und der Wetterranderkennung erfolgt über die Ein-/Ausgabeeinheit Bei der Auswertung des Wettervorspeichers wird auf die Auswerte- und Sortierlogik umgeschaltet.

Für die im Wettervorspeicher abgelegten Wettergebietspunkte einer Abtastung (1,4° bzw. 0,7°) werden mit Hilfe des bei der letzten Abtastung gültigen Azimutes und der Entfernung (steht über die Adresse des Wettervorspeichers zur Verfügung) Nummern erteilt Mit Hilfe dieser Nummern kann der Wetterspeicher adressiert und damit die entsprechende Sort-Box belegt werden.

In einem Wetterspeicher wird die Auswertung mit Hilfe einer Auswerte- und Sortierlogik vorgenommen.

Die Voraussetzung für die Auswertung von Wetlergebieten wird dadurch geschaffen, daß das gesamte Erfassungsgebiet (z.B. 150 NM) in ein Raster eingeteilt

Die Inkrementierung der durch das Raster entstehenden Sort-Boxen richtet sich nach der geforderten Auflösung von ±2 bis 2,5 NM.

Bei einem Raster von 128 χ 128 Sort-Boxen in X- bzw. K-Richtung erhält man eine Inkrementierung einer Box von 300 N M/128 = 2,35 NM.

Die Rasterung in X- und V-Richtung entspricht in der Speichertechnik einer Speichermatrix.

Ein praktisch ausgeführter Wetterspeicher benötigt damit 16 384 (2¹⁴) Worte.

In Fig. 3 ist ein Beispiel einer Wetterdarstellung mit horizontalen Vektoren gezeigt.

Die Anzahl der pro Wort erforderlichen Bits richtet sich nach einem Auswertealgorithmus. Dieser Auswertealgorithmus erfordert zusätzlich 4 Bit pro Wort. Der Gesamtspeicheraufwand beträgt damit 64 K bit.

Das vollständige Wortformat einer Informationszelle (Sort-Box) hat folgendes Aussehen:

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SBB

VA

VE

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SBB = Sort-Box-Bit I = Intensitätsbit VA = Vektoranfangsbit VE = Vektorendebit

Pur den bei der Wetterauswertung benutzten Auswertealgorithmus muß der Wetterspeicher so organisiert sein, daß ein zellenförmiges Absuchen des Speichers möglich wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Adreßzähler des Wetterspeichers in zwei gleich große hintereinandergeschaltete Zähler unterteilt wird, die auch unabhängig voneinander vorwärts und rückwärts zählen können. Mit dieser Organisation kann z. B. auf einfache Weise die Umgebung einer mit Information belegten Sort-Box abgesucht werden.

Für die vor Beginn der Auswertung im Wetterspeicher erforderliche Aufnahme der Wetterinformation aus dem Wettervorspeicher ist es notwendig, den Adreßzähler zusätzlich für eine Paralleladressierung auszulegen.

Der Algorithmus der Wetterauswertung wird im folgenden kurz beschrieben.

Über eine volle Umdrehung werden die Wetterinformationen über das gesamte Erfassungsgebiet in den Sort-Boxen des Wetterspeichers abgelegt. Nach dieser Zeit kann die Auswertung beginnen. Da für die Erneuerungszeit bei der Darstellung der Wettergebiete 1 Minute ausreichend ist, stehen etwa 50 see für die Auswertung zur Verfügung. Bei einer ev. erforderlichen Kerngebietsauswertung würde man so vorgehen, daß während der 1. Umdrehung die gesamte Wetterinformation (mit Kerngebietsinformation) im Wetterspeicher aufgenommen wird. Während der 2. Umdrehung beginnt dann zunächst die Auswertung der Gesamtinformation. Anschließend werden diejenigen Sort-Box-Informationen gelöscht, bei denen das Intensitätsbit nicht gesetzt ist. Dies bedeutet, daß nur noch die Kerngebietsinformation übrigbleibt Die Abarbeitung der Kerngebietsinformation erfolgt dann nach dem gleichen Algorithmus wie bei der Gesamtinformation.

Bei der Auswertung der Wetterinformation wird der Wetterspeicher zellenförmig abgesucht Beim Eintritt in ein Wettergebiet (Übergang von einer nicht belegten Sort-Box zu einer belegten Sort-Box) wird bei der dazugehörigen Sort-Box das Vektoranfangsbit (VA) gesetzt. Entsprechend wird beim Austritt aus dem Wettergebiet das Vektorendebit (VE) gesetzt. Bei den zwischen VA und VE liegenden Sort-Boxen in einer Zeile bleibt VA und VE unbelegt.

Ist nur eine einzelne Box mit Information belegt, so wird VA und VE gesetzt.

Sobald die Speichermatrix vollständig ausgewertet ist, wird mit der Ausgabe der Wetterdaten begonnen.

Hierbei wird die Speichermatrix wieder zellenförmig abgesucht. Damit ergibt sich die Möglichkeit, für sämtliche Vektoren einer Zeile nur die X-Werte zu übertragen. Der zu einer Zeile gehörende Y-Wert braucht nur einmal ausgegeben zu werden. Jeweils mit der ersten in einer Zeile auftretenden Vektoranfangskennung wird eine K-Meldung gebildet. Für die -Y-Meldung kann aus der Sort-Box-Nummer X1 bestimmt werden. Die in einer Zeile folgenden Vektorendekennzeichnung liefert den zum Vektor gehörenden X 2-Wert.

Bei der Auswertung der im Wetterspeicher stehenden Wetterdaten werden die entstehenden Vektoren in einem Vektorzähler gezählt. Damit hat man die Möglichkeit (falls erforderlich), am Ende der Auswertung die Anzahl der entstandenen Vektoren mit Hilfe eines Glättungsprogrammes auf die gerade zulässige Anzahl von 250 Vektoren zu reduzieren. Für die Reduzierung der Vektoren sind beim DWE 4 Maßnahmen vorgesehen, die entsprechend ihrer Priorität nachfolgend angegeben sind.

1. Löschen kleiner Wettergebiete (nur 1 Sort-Box ist mit Inf. belegt), sofern das Intensitätsbit nicht gesetzt ist.

2. Aufgefächerte Wettergebiete werden aufgefüllt, d. h. zwischen mehreren aufeinanderfolgenden, mit Information belegten Sort-Boxen befinden sich eine oder mehrere informationslose Sort-Boxen. In diesem Falle werden die Sort-Boxen künstlich in Abhängigkeit vom vorgegebenen Glättungsgrad aufgefüllt.

3. Von den Wettergebieten wird nur noch das Kerngebiet übertragen.

4. Die Rasterung für die Darstellung der Vektoren wird von 2,35 NM auf 4.7 NM erhöht. Damit wird nur jede zweite Zeile aus der Wetterspeichermatrix ausgelesen.

Bei der Ausgabe der Vektoren an weiterverarbeitende Systeme kann der Glättungsgrad in der Wetterüberwachungsmeldung mitgeteilt werden. Sollten die angegebenen Maßnahmen keine Reduktion der Vektoren auf z. B. < 250 ergeben, so werden keine Wetterdaten ausgegeben.

Nach abgeschlossener Wetterauswertung werden die Vektoren zeilenweise an weiterverarbeitende Systeme übertragen. Dabei wird nur beim ersten Vektor einer Zeile der dazugehörige V-Wert im Λ/Y-Koordinatenwandler bestimmt und an den AST übertragen. Nachfolgend werden nur noch die .Y-Werte mit Hilfe der Sort-Box-Nummer berechnet Bei einer maximalen Reichweite von 150 NM und einer Rasterung der Wetterlinien von 235 NM werden für X und Y jeweils 7 Bit benötigt Der Koordinatenbezugspunkt entspricht dabei nicht dem Radaraufstellungsort, sondern wird im linken unteren Eck des Rasters angenommen. Damit ergeben sich für X und Y nur positive Werte von 0 bis 127.

Für die online-Verarbeitung bei der Wettererkennung ist ein festes Arbeitstaktraster vorgesehen. Die

erforderlichen Arbeitstakte weiden von der Taktsteuereinheit geliefert.

Die Prograrnmablaufsteuerung steuert die Verarbeitung bei der Wetterauswertung. Das gesamte Verarbeitungsprogramm ist dabei in einem Mikroprogramm- 5 speicher (ROM) abgelegt. Diese Technik bietet die Möglichkeit, Programmänderungen aufgrund von Erprobungsergebnissen einfach auszuführen.

Die Vorteile der Anordnung nach der Erfindung sind.

1. Durch die Digitalisierung der Wetterdaten ist es io möglich, diese Daten in automatisierte Flugsicherungssysteme, die bereits bestehen, miteinzuspeisen.

2. Hohe Anpaßfähigkeit durch Digitalisierung.

3. Verschiedene Abstände der Vektoren sind vor- 15 gesehen.

4. Datenreduktion.

5. Unterscheidungsmöglichkeiten zwischen Wettergebieten verschiedener Intensität.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Anordnung zur Extraktion und vektorförmigen Darstellung von für die Iso-Echokonturen von Wettergebieten charakteristischen Radarempfangssignalen, wobei die aus der Videosubtraktion eines digitalen Zielradars abgeleitete Analogspannung abgetastet und einem Analogdigitalwandler zur Quantisierung zugeführt wird, die quantisierten Amplitudenwerte einer Mittelwertbildung in Entfernung zugeführt und anschließend in einem entfernungsorientierten Arbeitsspeicher abgelegt werden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

— zur Glättung im Azimut werden die Amplitudenwerte mehrerer aufeinanderfolgender Sweeps im Arbeitsspeicher aufaddiert;

— über eine Ein-ZAusgabeschaltung werden die gemittelten und geglätteten Amplitudenwerte aus dem Arbeitsspeicher ausgelesen und entfernungsorientiert über ein mehrstufiges Zwischenregister geschoben;

— zwei Auswertefenster liegen in aufeinanderfolgenden Entfernungsstufen des Zwischenregisters und summieren schrittweise über ihre gesamte Länge die durchgeschobenen Amplitudenwerte;

— die an den Ausgängen der Auswertefenster anstehenden Summensignale werden zur Differenzbildung einem Subtrahierwerk zugeführt, und die ermittelte Differenz vorzeichenbewertet in ein Differenzregister eingeschrieben;

— überschreitet der Betrag der Differenz einen vorgegegebenen Wert, so wird je nach Vorzeichen der Differenz auf Zonenrand-Anfang oder Zonenrand-Ende eines Wettergebietes erkannt und eine entsprechende Meldung an einen Wettervorspeicher ausgegeben;

— mittels einer Auswerte- und Sortierlogik wird im Wettervorspeicher die letzte Zonenrand-Ende-Meldung eines Wettergebietes erkannt, die zwischen Zonenrand-Anfang und Zonenrand-Ende liegenden Zellen aufgefüllt, die ermittelten Wettergebietspunkte umgerechnet und in Sort-Boxen eines Wetterspeichers übertragen;

— zur Ausgabe der Wetterdaten wird der Wetterspeicher zellenförmig abgesucht, wobei für sämtliche Vektoren einer Zeile nur die X-Werte und der zu jeder Zeile gehörende Y-Wert nur einmal übertragen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche einstellbare Clutter-Erkennungsschwelle vorgesehen ist, die in Funktion tritt, wenn die Differenz zwischen den Summensignalen der Auswertefenster den yorgegegebenen Wert nicht erreicht, und die bei Überschreiten oder Unterschreiten eines Zonenrand-Anfang- bzw. -Ende-Meldung abgibt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Auswertefenster einstellbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Auswertefenstern einstellbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen auf Zonenrand-Anfang oder Zonenrand-Ende das zweite Auswertefenster festgehalten wird und eine Zonenrand-Meldung nur ausgegeben wird, wenn sich in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten die Differenz zwisehen den Summensignalen innerhalb einer vorgegebenen Toleranz nicht mehr ändert