KR20200046422A - Method of discontinuity mitigation for solid-state x-band radar, computer readable medium and apparatus for performing the method - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a method for mitigating discontinuous observation of a solid state X-band radar, and a recording medium and an apparatus for performing the same. The method for mitigating discontinuous observation of a solid state X-band radar comprises the steps of: obtaining radar observation data by transmitting a first pulse and a second pulse shorter than the first pulse; removing non-precipitation signals by performing quality management on the radar observation data; and classifying the radar observation data in which the non-precipitation signals are removed into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, and performing radar system correction and attenuation correction by applying different correction values, respectively.

Description

솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치{METHOD OF DISCONTINUITY MITIGATION FOR SOLID-STATE X-BAND RADAR, COMPUTER READABLE MEDIUM AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}METHOD OF DISCONTINUITY MITIGATION FOR SOLID-STATE X-BAND RADAR, COMPUTER READABLE MEDIUM AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 솔리드스테이트(Solid-State) X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송신 펄스에 따른 관측 자료의 불연속성을 완화하기 위한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for mitigating observation discontinuity of a solid-state X-band radar, a recording medium and an apparatus for performing the same, and more particularly, solid state X for mitigating discontinuity of observation data according to transmission pulses. A method for mitigating discontinuous observation of a band radar, and a recording medium and apparatus for performing the same.

X밴드 레이더는 가격이 싸고 이동성이 뛰어나 다수의 레이더를 활용한 레이더망 구축이 용이하며, 긴 파장의 대형레이더에 비해 감지 영역은 작지만 높은 시공간 분해능으로 관측이 가능하다. 이러한 특성으로 인해 X밴드 레이더는 대형레이더가 감시하기 어려운 도심, 계곡 및 저층 지역 등의 강수 감지에 사용될 수 있으며, 급격히 발달하는 돌발 홍수 등의 탐지에 용이하다.The X-band radar is inexpensive and has high mobility, making it easy to build a radar network using multiple radars. It has a smaller detection area than a large-wavelength radar, but can be observed with high space-time resolution. Due to these characteristics, the X-band radar can be used to detect precipitation in urban areas, valleys, and low-rise areas that large radars are difficult to monitor, and it is easy to detect sudden flooding.

레이더에서 펄스를 출력하는 송신기는 클라이스트론(klystron), 마그네트론(magnetron), 솔리드스테이트(solid-state) 등이 있으며, 각 송신기 별로 송신기 크기, 펄스의 출력 강도, 안정성, 사용 가능 주파수, 주파수 변동 폭 등이 달라 용도에 맞게 사용된다.Transmitters that output pulses from radar include klystron, magnetron, and solid-state. For each transmitter, transmitter size, output power of pulse, stability, available frequency, frequency fluctuation width, etc. It is different and is used according to the purpose.

특히, 솔리드스테이트 송신기는 작은 크기로 인해 X밴드 레이더에 사용되기에 적합하다. 솔리드스테이트 송신기는 낮은 출력 강도와 비싼 가격으로 인해 오랫동안 사용되지 않았으나, 기술의 발전과 이중편파 변수의 활용성이 대두되면서 재조명되고 있다. 솔리드스테이트 송신기는 펄스 발생 시, 주파수, 위상 및 출력의 펄스의 형태가 안정적인 장점이 있어 이중편파 변수의 관측 안정성이 뛰어나고, 사용 전력량이 작아 유지비용이 적다.In particular, the solid state transmitter is suitable for use in an X-band radar due to its small size. Solid-state transmitters have not been used for a long time due to their low output strength and high cost, but they are being re-illuminated as technology advances and the utility of dual polarization variables emerges. The solid state transmitter has an advantage in that the shape of the pulse of frequency, phase, and output is stable when a pulse is generated, and thus, the observation stability of the double polarized variable is excellent, and the amount of power used is small, so maintenance cost is low.

X밴드 레이더는 파장이 짧아 대형레이더에 비해 송신파의 위상변화 폭이 크다. 이로 인해, 낮은 강수 강도를 보이는 약한 신호에서 이중편파 변수인 차등위상차(φDP)와 거리 별 차등위상차의 변화량인 비차등위상차(KDP)의 변화가 커, 노이즈 신호 이상의 유효한 관측이 가능하다는 장점이 있다. Because the X-band radar has a short wavelength, the phase change width of the transmitted wave is larger than that of a large radar. Due to this, the difference between the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable, and the non-differential phase difference (K DP ), which is the amount of change in the differential phase difference by distance, is large in a weak signal showing a low precipitation intensity, so that an effective observation over a noise signal is possible There is this.

이처럼, 솔리드스테이트 송신기를 사용하는 X밴드 레이더는 낮은 소비 전력으로 인해 유지비용이 적으며, 송신 펄스의 위상이 안정적으로 발생하여 다양한 대기 물리 정보를 제공하는 이중편파 변수 관측에 우수성을 갖는다.As such, the X-band radar using a solid state transmitter has low maintenance cost due to low power consumption, and has a superiority in observation of a double polarized variable providing various atmospheric physical information by stably generating a phase of a transmission pulse.

그러나, 솔리드스테이트 송신기는 낮은 소비 전력으로 인해 다른 송신기에 비해 상대적으로 송신 펄스의 에너지가 낮아 관측 민감도가 떨어져 특정 강도 이하의 약한 신호를 관측하지 못하는 단점이 있다. However, the solid state transmitter has a drawback in that it is less sensitive to observation due to low power consumption and thus has less observation sensitivity, so that weak signals below a certain intensity cannot be observed.

이로 인해, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 에너지를 확보하기 위해 펄스의 송신 시간을 길게 설정하는데, 펄스 송신이 끝난 후 신호 수신을 시작하는 관측 원리로 인해 송신 시간 동안 펄스가 대기 중으로 전파되므로 근거리 대기에 반사되어 돌아오는 펄스를 관측할 수 없다.For this reason, the solid state X-band radar sets the transmission time of the pulse to be long to secure energy. Due to the observation principle that starts receiving the signal after the transmission of the pulse, the pulse propagates to the atmosphere during the transmission time, so it is reflected in the short-range atmosphere. The return pulse cannot be observed.

솔리드스테이트 X밴드 레이더는 근거리 대기 자료 확보를 위해 짧은 송신 시간을 갖는 펄스를 추가로 송신할 수 있다. 그러나, 관측 자료에서 사용 펄스 에너지 차이로 인한 관측 민감도 차이가 존재하며, 불연속성이 나타난다. 또한, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 하드웨어 상태로 인한 시스템 오차와 더불어 짧은 파장으로 인한 감쇠 문제가 존재한다. The solid state X-band radar can additionally transmit pulses with a short transmission time to obtain short-range atmospheric data. However, there is a difference in observation sensitivity due to the difference in the pulse energy used in the observation data, and discontinuity appears. In addition, the solid state X-band radar has a system wavelength due to hardware conditions and attenuation due to short wavelengths.

본 발명의 일측면은 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료를 사용 펄스의 강도에 따라 영역을 분류하고, 영역 별 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하여 관측 자료의 불연속을 완화하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치를 제공한다.One aspect of the present invention uses the observation data of the solid state X-band radar to classify the region according to the intensity of the pulse, and performs system correction and attenuation correction for each region to observe the solid state X-band radar to alleviate discontinuities in the observation data. Disclosed is a method for discontinuous relaxation, and a recording medium and apparatus for performing the same.

상기 과제를 해결하기 위한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법은 제1 펄스 및 상기 제1 펄스보다 짧은 제2 펄스를 송신하여 레이더 관측 자료를 획득하는 단계, 상기 레이더 관측 자료에 품질관리를 수행하여 비-강수 신호를 제거하는 단계 및 상기 비-강수 신호가 제거된 레이더 관측 자료를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류하고, 각각 서로 다른 보정값을 적용하여 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계를 포함한다.The solid state X-band radar observation discontinuity mitigation method for solving the above problem is to obtain radar observation data by transmitting a first pulse and a second pulse shorter than the first pulse, and perform quality control on the radar observation data. Removing the non-precipitation signal and classifying the radar observation data from which the non-precipitation signal is removed into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, and different correction values, respectively. And performing radar system correction and attenuation correction by applying.

한편, 상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차 및 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step of performing the radar system correction and the attenuation correction is performed by using the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. And calculating a system correction error and attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, respectively.

또한, 상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 누적 차등위상차(φDP)에 누적한 뒤 평균 내어 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값을 산출하는 단계 및 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환하고, 각각 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 상기 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the radar system correction and the attenuation correction may include a differential phase difference (φ DP ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse by using the first pulse radar. Differential phase difference (φ) by radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse is averaged after accumulating on observation data and cumulative differential phase difference (φ DP ) by radar observation data by the second pulse The step of calculating the average value of DP ) and the reflectance (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse are used as the differential phase difference (φ DP ). conversion, and to compare each average value of the radar observed data and the radar observed data differentiated phase difference (φ DP) by the second pulse by the first pulse in the first pulse It may include a radar observed data and calculating the radar observed data by the error correction system by the second pulse.

또한, 상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 차등위상차(φDP), 레이더의 거리 방향을 변수로 하는 차등위상차-반사도 감쇠 인자 관계식에 적용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the radar system correction and the attenuation correction may include a differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. φ DP ), applying the differential phase difference-reflection attenuation factor relational expression with the distance direction of the radar as a variable to calculate the attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse. It can contain.

또한, 상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 2 배로 하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별로 감쇠 보정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the radar system correction and the attenuation correction, the radar observation data by the first pulse by doubling the attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse And performing attenuation correction for each radar observation data caused by the second pulse.

또한, 상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차 및 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계 이전에 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the radar system correction and the attenuation correction is performed before the step of calculating the system correction error and attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse. And removing noise of a differential phase difference (φ DP ) of the radar observation data by 1 pulse and the radar observation data by the second pulse.

또한, 보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include estimating rainfall using the corrected radar observation data.

또한, 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium having a computer program recorded thereon may be used to perform a method for mitigating discontinuous observation of a solid state X-band radar.

또한, 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치는 제1 펄스 및 상기 제1 펄스보다 짧은 제2 펄스를 송신하여 레이더 관측 자료를 획득하는 자료 획득부, 상기 레이더 관측 자료에 품질관리를 수행하여 비-강수 신호를 제거하는 품질관리부 및 상기 비-강수 신호가 제거된 레이더 관측 자료를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류하고, 각각 서로 다른 보정값을 적용하여 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 보정부를 포함한다.In addition, the observation discontinuous mitigation device for the solid state X-band radar of the present invention transmits a first pulse and a second pulse shorter than the first pulse to obtain a radar observation data, quality control of the radar observation data. Quality control unit to remove the non-precipitation signal by performing the radar observation data from which the non-precipitation signal is removed are classified into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, respectively. And a correction unit that performs radar system correction and attenuation correction by applying a correction value.

한편, 상기 보정부는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출하는 레이더 시스템 보정부 및 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 산출하는 감쇠 보정부를 포함할 수 있다.On the other hand, the correction unit, the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse by using the differential polarization difference (φ DP ) of each of the first pulse radar observation data by the first pulse and A differential phase difference (φ) which is a dual polarization variable of a radar system correction unit for calculating a system correction error for each radar observation data by the second pulse and radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse DP ) may include an attenuation correction unit calculating attenuation factors for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse.

또한, 상기 레이더 시스템 보정부는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 누적 차등위상차(φDP)에 누적한 뒤 평균 내어 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값을 산출하고, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환하며, 각각 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 상기 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출할 수 있다.In addition, the radar system correcting unit, the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse differential phase difference (φ DP ) of each radar observation data by the first pulse and the second pulse After accumulating on the cumulative differential phase difference (φ DP ) for each radar observation data, calculate the average value of the differential phase difference (φ DP ) for radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse. , Reflectance (Z H ) and differential reflectivity (Z DR ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse are converted into a differential phase difference (φ DP ), respectively, and the first pulse The radar observation data by the first pulse and the second pearl by comparing with the average value of the differential phase difference (φ DP ) for each radar observation data by the second pulse and The system calibration error for each radar observation data can be calculated.

또한, 상기 감쇠 보정부는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 차등위상차(φDP), 레이더의 거리 방향을 변수로 하는 차등위상차-반사도 감쇠 인자 관계식에 적용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 각각 산출할 수 있다.In addition, the attenuation correcting unit, the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, is the differential phase difference (φ DP ) and the distance direction of the radar. By applying the differential phase difference-reflectivity attenuation factor relational expression as a variable, a damping factor for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse may be calculated.

또한, 상기 보정부는, 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 포함할 수 있다.In addition, the correction unit may include a noise removing unit that removes noise of a differential phase difference (φ DP ) of radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse.

또한, 보정된 레이더 관측 자료를 비차등위상차(KDP)로 변환하고 이를 이용하여 보정 결과를 정성적으로 평가하는 보정 평가부를 더 포함할 수 있다.In addition, a correction evaluation unit for converting the corrected radar observation data into a non-differential phase difference (K DP ) and using it to qualitatively evaluate the correction result may be further included.

또한, 보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정하는 강우 추정부를 더 포함할 수 있다.In addition, a rain estimator for estimating rainfall using the corrected radar observation data may be further included.

솔리드스테이트 X밴드의 레이더 관측 자료에 있어서, 펄스 길이에 따라 영역을 나누어 영역별 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행함으로써 레이더 관측 자료의 불연속성을 해소하고 연속적 강우 추정이 가능하다.In the solid state X-band radar observation data, it is possible to resolve the discontinuity of radar observation data and estimate continuous rainfall by dividing the region according to the pulse length and performing radar system correction and attenuation correction for each region.

도 1 및 도 2는 본 발명의 솔리드스테이트(Solid-state) X밴드 레이더의 송신 펄스의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치의 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 보정부의 세부 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법의 순서도이다.
도 9는 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 적용하여 보정된 레이더 관측 자료를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 종래의 방식으로 산출한 보정 인자 및 보정 적합도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 적용하여 산출한 보정 인자 및 보정 적합도를 나타낸 그래프이다.
도 12는 종래의 방식으로 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 보정을 적용한 후의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따라 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 펄스 영역을 나누고 보정을 적용하기 전의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따라 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 펄스 영역을 나누고 보정을 적용한 후의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining the characteristics of the transmission pulse of the solid-state X-band radar of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining the characteristics of the observation data of the solid state X-band radar of the present invention.
5 is a block diagram of an observation discontinuous relaxation device for a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed block diagram of a correction unit illustrated in FIG. 5.
7 is a block diagram of an observation discontinuous relaxation device for a solid state X-band radar according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of a method for mitigating discontinuity of observation of a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing radar observation data corrected by applying the observation discontinuity mitigation method of the solid state X-band radar according to the present invention to the radar observation data as shown in FIG. 4.
10 is a graph showing a correction factor and a fitness for correction calculated in a conventional manner from radar observation data such as FIG. 4.
11 is a graph showing a correction factor and a fitness for correction calculated by applying the observation discontinuous relaxation method of the solid state X-band radar according to the present invention to the radar observation data as shown in FIG. 4.
FIG. 12 is a view showing rainfall estimation results after applying correction to radar observation data as in FIG. 4 in a conventional manner.
FIG. 13 is a view showing rainfall estimation results before dividing the pulse region and applying correction in the radar observation data as shown in FIG. 4 according to the method for mitigating discontinuity of observation of the solid state X-band radar according to the present invention.
FIG. 14 is a view showing the result of rainfall estimation after dividing the pulse region and applying correction in the radar observation data as shown in FIG. 4 according to the method for mitigating discontinuity of observation of the solid state X-band radar according to the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and properties described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions across various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 솔리드스테이트(Solid-state) X밴드 레이더의 송신 펄스의 특징을 설명하기 위한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료의 특징을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining the characteristics of the transmission pulse of the solid-state X-band radar of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are features of the observation data of the solid-state X-band radar of the present invention It is a drawing for explaining.

솔리드스테이트 X밴드 레이더는 솔리드스테이트 송신기를 사용하는 X밴드 레이더로, 클라이스트론(klystron), 마그네트론(magnetron) 등과 같은 송신기에 비해 상대적으로 송신 펄스의 에너지가 낮아 긴 펄스를 송신한 후 짧은 펄스를 추가로 송신하여 되돌아오는 전파를 관측한다. The solid state X-band radar is an X-band radar that uses a solid-state transmitter.It has a relatively low transmission pulse energy compared to transmitters such as klystron and magnetron. Observe the radio waves transmitted and returned.

이하, 미국 Advanced Radar Research Center(ARRC) of University of Oklahoma(OU)에서 사용되는 솔리드스테이트 X밴드 레이더인 PX-1000을 예로 들어, 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 특징에 대해 설명한다.Hereinafter, the characteristics of the solid state X band radar of the present invention will be described by taking PX-1000, which is a solid state X band radar used in the United States Advanced Radar Research Center (ARRC) of the University of Oklahoma (OU).

도 1을 참조하면, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 67us의 긴 펄스를 송신한 후, 2us의 짧은 펄스를 추가로 송신할 수 있다. 이러한 송신 펄스의 거리분해능은 아래 수학식 1로부터 산출될 수 있다.Referring to FIG. 1, after the solid state X-band radar transmits a long pulse of 67us, the solid state X-band radar may additionally transmit a short pulse of 2us. The distance resolution of the transmission pulse can be calculated from Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서 △R은 거리분해능을 의미하고, c는 빛의 속도 및 τ는 펄스 송신 시간을 의미한다.In Equation 1, ΔR denotes a distance resolution, c denotes a speed of light, and τ denotes a pulse transmission time.

67us의 펄스의 경우, 67us동안 10.05km를 진행하여 10.05km 내의 자료는 관측할 수 없게 되고, 따라서, 10.05km 내의 자료는 2us의 짧은 펄스에 의해 관측될 수 있다.In the case of the pulse of 67us, the data within 10.05km cannot be observed by proceeding 10.05km during 67us, so the data within 10.05km can be observed by a short pulse of 2us.

도 2를 참조하면, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 긴 펄스에 파장을 점차적으로 증가시켜 파장 구간에 따라 펄스를 나누는 펄스 압축(Pulse Compression)을 적용할 수 있다. Referring to FIG. 2, the solid state X-band radar may gradually increase the wavelength to a long pulse and apply pulse compression to divide the pulse according to the wavelength section.

67us의 긴 펄스의 경우 진행 거리가 10.05km이므로, 이러한 펄스에 의한 수신 에너지가 10.05km 내의 어느 지점에서 반사된 것인지 구분할 수 없다. 이에 거리분해능이 떨어지게 되므로, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 도 2와 같이 긴 펄스의 파장을 점차적으로 증가시킴으로써 30m의 거리 분해능을 확보할 수 있다.In the case of a long pulse of 67us, since the traveling distance is 10.05km, it is not possible to distinguish where the received energy from this pulse is reflected within 10.05km. Accordingly, since the distance resolution decreases, the solid state X-band radar can secure a distance resolution of 30 m by gradually increasing the wavelength of a long pulse as shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, CASA IP-1 레이더의 경우, 송신전력이 5kW인 0.5us의 펄스를 송신하며, 10km 지점에서 5dB 이상의 기상 현상 관측이 가능하다.Referring to FIG. 3, in the case of a CASA IP-1 radar, a pulse of 0.5us with a transmission power of 5 kW is transmitted, and a weather phenomenon of 5 dB or more can be observed at a point of 10 km.

반면, 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 경우, 송신전력이 100W인 67us의 긴 펄스 및 2us의 짧은 펄스를 송신하며, 10km 지점에서는 2us의 짧은 펄스에 의해 15dB 이상의 기상 현상 관측만이 가능하나, 10km 이후에서는 67us의 긴 펄스에 의해 CASA IP-1 레이더와 비슷한 민감도를 보인다.On the other hand, in the case of a solid state X-band radar, a long pulse of 67us with a transmission power of 100W and a short pulse of 2us are transmitted. At 10km, only 15dB of weather phenomenon can be observed by a short pulse of 2us, but after 10km The long pulse of 67us shows sensitivity similar to that of the CASA IP-1 radar.

이처럼, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 펄스의 길이 차이에 따라 민감도에 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 레이더 관측 자료의 불연속성이 발생할 수 있다.As such, the solid state X-band radar has a difference in sensitivity depending on the difference in the length of the pulse, which may cause discontinuity in radar observation data.

도 4를 참조하면, 2014.03.12 09:11 KST 에서의 솔리드스테이트 X밴드 레이더를 이용한 레이더 관측 자료에 각 레이더 변수 별로 방위각 평균을 취한 값을 확인할 수 있다. 이때, 강우 현상은 고르고 넓게 강수가 분포하는 층운형 사례로, 이러한 강우 현상을 추정하기 위해서는 레이더 관측 자료가 연속성을 보여야 한다.Referring to FIG. 4, a value obtained by taking an azimuth average for each radar variable in a radar observation data using a solid state X-band radar at 2014.03.12 09:11 KST can be confirmed. At this time, the rainfall phenomenon is an even and widely distributed stratified case, and the radar observation data must show continuity to estimate the rainfall phenomenon.

그러나, 레이더 전력과 연관되는 반사도(Reflectivity) 및 차등반사도(Differential reflectivity)의 경우, 펄스가 바뀌는 10.05km 지점에서 불연속성이 발생한다.However, in the case of reflectivity and differential reflectivity associated with radar power, discontinuity occurs at a 10.05 km point where the pulse changes.

이중편파변수의 수평파 및 수직파 각각에서 관측되는 신호의 상관관계를 나타내는 교차상관계수(Correlation coefficient)의 경우에도 펄스가 바뀌는 10.05km 지점에서 불연속성이 발생하는데, 이는 민감도가 떨어지는 짧은 펄스 영역에서 신호 대 잡음비(SNR)로 인해 상관관계가 떨어지기 때문이다.In the case of the correlation coefficient, which shows the correlation of the signals observed in each of the horizontal and vertical waves of the double polarized variable, discontinuity occurs at the 10.05km point where the pulse changes, which is a signal in the short pulse region where sensitivity is low. This is because the correlation is poor due to the SNR.

각 레이더 관측 변수의 평균 값 산출에 사용된 자료 수(Count)의 경우, 10.05km 이내에서는 그 수가 적고 변동이 커 민감도가 낮은 반면, 펄스가 길어지는 10.05km 이후에서는 큰 변동이 없어 민감도가 증가함을 확인할 수 있다.In the case of the number of data used to calculate the average value of each radar observation variable, the number is small within 10.05 km and the sensitivity is large due to large fluctuation, whereas the sensitivity increases because there is no significant change after 10.05 km where the pulse is longer. can confirm.

한편, 차등위상차(Differential Phase Shift)의 경우, 민감도 증가와 SNR 변동으로 인한 노이즈 감소가 있을 뿐, 전체적인 변화량은 연속성을 보인다. On the other hand, in the case of a differential phase shift, there is only a reduction in noise due to an increase in sensitivity and fluctuation of SNR, and the overall change amount shows continuity.

이에 따라, 본 발명에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치는 펄스의 길이에 따라 레이더 관측 자료를 분할하고, 레이더 관측 자료의 차등위상차를 이용하여 분할 보정함으로써, 펄스의 변화에 따른 레이더 관측 자료의 불연속성을 해소할 수 있다. Accordingly, the observation discontinuous mitigation apparatus for the solid state X-band radar according to the present invention divides the radar observation data according to the length of the pulse and divides and corrects it using the differential phase difference of the radar observation data, thereby radar observation according to the change of the pulse. Discontinuities in data can be eliminated.

이하, 도 5 이하를 참조하여 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5 or less, the observation discontinuity mitigating apparatus of the solid state X-band radar of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치의 블록도이다.5 is a block diagram of an observation discontinuous relaxation device for a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치(1, 이하 장치)는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료를 보정하는 장치를 의미하는 것으로서, 솔리드스테이트 X밴드 레이더와 유선 또는 무선 자원으로 연결되거나, 솔리드스테이트 X밴드 레이더를 지칭하거나, 또는, 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 일부 또는 전부의 기능을 포함할 수 있다.Observation discontinuity mitigation device (1, hereinafter referred to as a solid state X-band radar) of a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention refers to an apparatus for correcting observation data of a solid state X-band radar, and the solid state X-band radar and a wired or It may be connected to a radio resource, refer to a solid state X-band radar, or include some or all of the functions of the solid-state X-band radar.

도 5를 참조하면, 본 발명의 장치(1)는 자료 획득부(10), 품질관리부(30), 보정부(50) 및 강우 추정부(70)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 자료 획득부(10), 품질관리부(30), 보정부(50) 및 강우 추정부(70)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다.Referring to FIG. 5, the apparatus 1 of the present invention may include a data acquisition unit 10, a quality control unit 30, a correction unit 50, and a rainfall estimation unit 70. The configuration of the data acquisition unit 10, the quality management unit 30, the correction unit 50, and the rainfall estimation unit 70 shown in FIG. 5 may be formed of an integrated module or may be formed of one or more modules. However, on the contrary, each component may be composed of a separate module.

본 발명에 따른 장치(1)는 이동성을 갖거나 고정될 수 있다. 본 발명에 따른 장치(10)는 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The device 1 according to the invention can be mobile or fixed. The device 10 according to the present invention may be in the form of a server or an engine, a device, an apparatus, a terminal, a user equipment (UE), a mobile station (MS), It can also be called another term, such as a wireless device or a handheld device.

본 발명에 따른 장치(1)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어를 실행하거나 제작할 수 있다. 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 안드로이드 OS, iOS, 윈도우 모바일 OS, 바다 OS, 심비안 OS, 블랙베리 OS 등 모바일 컴퓨터 운영체제 및 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.The device 1 according to the present invention can execute or manufacture various softwares based on an operating system (OS), that is, a system. The operating system is a system program to enable the software to use the hardware of the device, such as Android OS, iOS, Windows Mobile OS, Sea OS, Symbian OS, and BlackBerry OS Mobile computer operating system and Windows, Linux, Unix, MAC , AIX, HP-UX, and computer operating systems.

본 발명에 따른 장치(1)는 레이더 관측 자료 보정을 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 자료 획득부(10), 품질관리부(30), 보정부(50) 및 강우 추정부(70)의 구성은 장치(1)에서 실행되는 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다.The device 1 according to the present invention can be installed and executed software (application) for radar observation data correction, data acquisition unit 10, quality control unit 30, correction unit 50 and rainfall estimation unit 70 ) Can be controlled by software running on the device 1.

이하, 도 5에 도시된 본 발명의 장치(1)의 각 구성에서의 레이더 관측 자료의 불연속성 완화 방법에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a method of mitigating discontinuity in radar observation data in each configuration of the apparatus 1 of the present invention shown in FIG. 5 will be described in detail.

자료 획득부(10)는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료를 획득할 수 있다.The data acquisition unit 10 may acquire observation data of a solid state X-band radar.

기상 관측 레이더는 대기 중으로 펄스를 송신하고, 펄스 송신이 끝난 후 대기에 반사되어 돌아오는 펄스를 관측 자료로 획득할 수 있다.The meteorological observation radar transmits a pulse to the atmosphere, and after the pulse transmission is finished, a pulse reflected back to the atmosphere can be obtained as observation data.

솔리드스테이트 X밴드 레이더는 상술한 바와 같이 강도가 다른 두 종류의 펄스를 송신할 수 있다. 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 비교적 긴 펄스(일예로, 67us)를 송신한 뒤, 보다 짧은 펄스(일예로, 2us)를 추가로 송신하여 관측 자료를 획득할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 솔리드스테이트 X밴드 레이더에서 먼저 송신하는 펄스를 제1 펄스라 하고, 제1 펄스를 송신한 뒤 추가로 송신하는 펄스로, 제1 펄스보다 짧은 펄스를 제2 펄스라 하기로 한다.As described above, the solid state X-band radar can transmit two kinds of pulses having different intensities. The solid state X-band radar can acquire observation data by transmitting a relatively long pulse (for example, 67us) and then transmitting a shorter pulse (for example, 2us). For convenience of description below, a pulse first transmitted from the solid state X-band radar is referred to as a first pulse, a pulse transmitted after the first pulse is transmitted, and a pulse shorter than the first pulse is referred to as a second pulse. do.

자료 획득부(10)는 이와 같이 제1 펄스 및 제2 펄스를 송신하여 획득하는 레이더 관측 자료를 획득할 수 있다. 여기서, 레이더 관측 자료에는 반사도(ZH), 차등반사도(ZDR), 이중편파변수인 차등위상차(φDP) 및 교차상관계수(ρHV) 등의 레이더 변수들이 포함될 수 있다. The data acquisition unit 10 may acquire radar observation data obtained by transmitting the first pulse and the second pulse as described above. Here, radar observation data may include radar variables such as reflectivity (Z H ), differential reflectivity (Z DR ), differential phase difference (φ DP ) and cross-correlation coefficient (ρ HV ).

품질관리부(30)는 레이더 관측 자료에 품질관리(Quality control)를 수행하여 레이더 관측 자료에서의 비-강수 신호를 제거할 수 있다. 여기서, 비-강수 신호는 지형, 곤충, 우박 등으로 인해 발생하는 신호이다. The quality control unit 30 may perform a quality control on the radar observation data to remove the non-precipitation signal from the radar observation data. Here, the non-precipitation signal is a signal generated due to terrain, insects, and hail.

품질관리부(30)는 레이더 관측 자료에 포함되는 레이더 변수의 표준편차를 산출할 수 있다. 예를 들면, 품질관리부(30)는 반사도(ZH), 차등반사도(ZDR), 차등위상차(φDP) 및 교차상관계수(ρHV)에 있어서 적어도 하나의 주변 값과의 표준편차(SD(ZH), SD(ZDR), SD(φDP) 및 SD(ρHV))를 산출할 수 있다.The quality control unit 30 may calculate a standard deviation of radar variables included in radar observation data. For example, the quality control unit 30 has a standard deviation (SD) with at least one peripheral value in reflectivity (Z H ), differential reflectivity (Z DR ), differential phase difference (φ DP ), and cross-correlation coefficient (ρ HV ) (Z H ), SD (Z DR ), SD (φ DP ), and SD (ρ HV )) can be calculated.

품질관리부(30)는 반사도(ZH), 차등반사도(ZDR), 차등위상차(φDP) 및 교차상관계수(ρHV)의 표준편차와 미리 설정되는 임계치를 비교하여 비-강수 신호로 간주되는 레이더 변수 값을 제거할 수 있다. 여기서, 임계치는 강수 신호와 비-강수 신호의 통계적 분석에 의해 미리 설정될 수 있으며, 선행 연구들에 의해 반사도(ZH), 차등반사도(ZDR), 차등위상차(φDP) 및 교차상관계수(ρHV)의 표준편차가 임계치 이하인 경우, 해당 레이더 변수가 비-강수 신호 또는 눈, 우박 등의 상이 다른 강수 신호로 간주되어 제거될 수 있다.The quality control unit 30 compares the standard deviation of the reflectivity (Z H ), the differential reflectivity (Z DR ), the differential phase difference (φ DP ), and the cross-correlation coefficient (ρ HV ) with a preset threshold and regards it as a non-rain signal The radar variable value can be removed. Here, the threshold may be set in advance by statistical analysis of the precipitation signal and the non-precipitation signal, and reflectivity (Z H ), differential reflectivity (Z DR ), differential phase difference (φ DP ), and cross-correlation by prior studies When the standard deviation of (ρ HV ) is less than or equal to a threshold, the corresponding radar variable may be removed as a non-precipitation signal or an image such as snow or hail is regarded as another precipitation signal.

품질관리부(30)는 레이더 신호 하나를 구성하는 펄스들의 교차상관계수(ρHV)와 임계치를 비교하여, 비-강수 신호로 간주되는 레이더 변수 값을 제거할 수 있다. 여기서, 임계치는 강수 신호와 비-강수 신호의 통계적 분석에 의해 미리 설정될 수 있으며, 일예로, 0.9일 수 있다. 선행 연구들에 의해 레이더 신호 하나를 구성하는 펄스들의 교차상관계수(ρHV)가 임계치 이하인 경우, 해당 레이더 변수가 비-강수 신호 또는 눈, 우박 등의 상이 다른 강수 신호로 간주되어 제거될 수 있다.The quality control unit 30 may compare the cross-correlation coefficient (ρ HV ) of the pulses constituting one radar signal with a threshold value to remove a radar variable value regarded as a non-precipitation signal. Here, the threshold may be preset by statistical analysis of the precipitation signal and the non-precipitation signal, and may be 0.9, for example. If the cross-correlation coefficient (ρ HV ) of pulses constituting one radar signal is less than or equal to a threshold value by previous studies, the radar variable may be removed as a non-precipitation signal or an image such as snow or hail as another precipitation signal. .

보정부(50)는 품질관리에 의해 비-강수 신호가 제거된 레이더 관측 자료에 있어서 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행할 수 있다. The correction unit 50 may perform radar system correction and attenuation correction on the radar observation data from which the non-precipitation signal is removed by quality control.

솔리드스테이트 X밴드 레이더는 하드웨어 상태로 인해 레이더 시스템 오차가 발생하며, 추가적으로 송신하는 짧은 펄스(제2 펄스)에 의해 감쇠 문제가 존재한다. 따라서, 보정부(50)는 레이더 관측 자료에 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는데, 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 상이한 펄스 강도에 따라 차등 보정을 수행하여 레이더 관측 자료의 불연속성을 해소하고 연속적 강우 추정이 가능하게 한다. 이러한 보정부(50)와 관련한 구체적인 설명은 도 6을 참조하여 후술한다.The solid state X-band radar has a radar system error due to the hardware condition, and there is an attenuation problem due to the additional short pulse (second pulse). Accordingly, the correction unit 50 performs radar system correction and attenuation correction on the radar observation data, and performs differential correction according to different pulse intensities of the solid state X-band radar to resolve discontinuities in the radar observation data and to estimate continuous rainfall. It is possible. A detailed description of the correction unit 50 will be described later with reference to FIG. 6.

강우 추정부(70)는 보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정할 수 있다. 여기서, 강우 추정부(70)는 레이더 변수와 강우 추정 간의 관계식을 이용하여 강우 추정을 수행할 수 있다. 이때, 보정된 레이더 관측 자료는 펄스 강도에 따른 차등 보정으로 인해 불연속성이 해소된 상태이므로, 강우 추정의 정확도를 높일 수 있다.The rainfall estimator 70 may estimate the rainfall using the corrected radar observation data. Here, the rainfall estimator 70 may perform rainfall estimation using a relational expression between the radar variable and the rainfall estimation. At this time, since the discontinuity of the corrected radar observation data is resolved due to the differential correction according to the pulse intensity, the accuracy of rainfall estimation can be improved.

도 6은 도 5에 도시된 보정부의 세부 블록도이다.6 is a detailed block diagram of a correction unit illustrated in FIG. 5.

도 6을 참조하면, 보정부(50)는 레이더 관측 자료 분류부(51), 노이즈 제거부(53), 레이더 시스템 보정부(55) 및 감쇠 보정부(57)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the correction unit 50 may include a radar observation data classification unit 51, a noise removal unit 53, a radar system correction unit 55, and an attenuation correction unit 57.

레이더 관측 자료 분류부(51)는 레이더 관측 자료를 펄스 강도에 따라 분류할 수 있다.The radar observation data classification unit 51 may classify radar observation data according to pulse intensity.

솔리드스테이트 X밴드 레이더로부터 송신되는 제1 펄스 및 제2 펄스는 서로 영향을 주지 않는 독립적인 상태로, 제1 펄스 및 제2 펄스 간에 상호 작용이 없다. 따라서, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 독립적인 2개의 레이더가 같은 위치에서 각각 제1 펄스 및 제2 펄스를 송신하는 것으로 간주할 수 있다.The first pulse and the second pulse transmitted from the solid state X-band radar are independent states that do not affect each other, and there is no interaction between the first pulse and the second pulse. Therefore, the solid state X-band radar can be regarded as two independent radars transmitting the first pulse and the second pulse, respectively, at the same location.

따라서, 레이더 관측 자료 분류부(51)는 서로 다른 제1 펄스 및 제2 펄스에 따른 차등 보정이 이루어질 수 있도록 레이더 관측 자료를 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류할 수 있다. Accordingly, the radar observation data classification unit 51 converts the radar observation data into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse so that differential corrections can be made according to different first and second pulses. Can be classified.

노이즈 제거부(53)는 레이더 관측 자료에 포함되는 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거할 수 있다.The noise removal unit 53 may remove noise of the differential phase difference φ DP included in the radar observation data.

본 발명에서 레이더 빔의 수평, 수직 파의 위상차를 나타내는 차등위상차(φDP)를 이용하여 산출되는 보정값을 이용하여 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정이 이루어지는데, 차등위상차(φDP)의 경우, 관측 노이즈가 강한 편이다.In the present invention, radar system correction and attenuation correction are performed using a correction value calculated using a differential phase difference (φ DP ) indicating the phase difference of horizontal and vertical waves of a radar beam. In the case of differential phase difference (φ DP ), observation The noise is strong.

따라서, 노이즈 제거부(53)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 포함되는 차등위상차(φDP)의 노이즈를 완화시킬 수 있다. 예를 들면, 노이즈 제거부(53)는 Iterative filtering technique (FIR, Hubbert and Bringi, 1995)를 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 포함되는 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거할 수 있다.Accordingly, the noise removing unit 53 may alleviate the noise of the differential phase difference φ DP included in the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively. For example, the noise removing unit 53 uses a Iterative filtering technique (FIR, Hubbert and Bringi, 1995) to differentially include the difference in radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse ( Noise of φ DP ) can be removed.

레이더 시스템 보정부(55)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 별도의 보정값을 적용하여 레이더 시스템 보정을 수행할 수 있다. The radar system correction unit 55 may perform radar system correction by applying separate correction values to radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse.

레이더 시스템 오차는 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)의 영향을 받으며, 차등위상차(φDP)에는 영향을 받지 않는다. 따라서, 레이더 시스템 보정부(55)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환하고, 이를 이용하여 레이더 시스템 보정을 위한 시스템 보정 오차를 산출할 수 있다.The radar system error is affected by the reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ), and is not affected by the differential phase difference (φ DP ). Accordingly, the radar system correction unit 55 converts the reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse into a differential phase difference (φ DP ). And, using this, it is possible to calculate a system calibration error for radar system calibration.

여기에서, 레이더 시스템 보정부(55)는 반사도(ZH) 또는 차등반사도(ZDR)와 차등위상차(φDP) 간의 관계식을 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환할 수 있다. Here, the radar system correction unit 55 uses the relationship between the reflectivity (Z H ) or the differential reflectivity (Z DR ) and the differential phase difference (φ DP ), radar observation data by the first pulse and radar by the second pulse. The reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of each observation data can be converted into a differential phase difference (φ DP ).

레이더 시스템 보정부(55)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)로부터 변환한 차등위상차(φDP)를 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 시스템 보정 오차를 산출할 수 있다.The radar system correction unit 55 provides a differential phase difference (φ DP ) converted from the reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively. The system correction error can be calculated by comparing the average value of the differential phase difference (φ DP ) for radar observation data by 1 pulse and radar observation data by 2 pulses.

이를 위해, 레이더 시스템 보정부(55)는 레이더 관측 자료를 수집할 때마다 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 누적한 뒤 평균 내어 산출되는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값을 저장할 수 있다.To this end, the radar system correction unit 55 accumulates and averages the differential phase difference φ DP of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse whenever the radar observation data is collected. The average value of the differential phase difference φ DP for each radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse may be stored.

레이더 시스템 보정부(55)는 이와 같이 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 시스템 보정 오차를 산출하고, 이를 적용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 보정할 수 있다. The radar system correction unit 55 calculates a system correction error for each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, and applies this to the radar observation data by the first pulse and the second It is possible to correct the reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of each pulsed radar observation.

감쇠 보정부(57)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 별도의 보정값을 적용하여 감쇠 보정을 수행할 수 있다. The attenuation correction unit 57 may perform attenuation correction by applying separate correction values to the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively.

감쇠는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 짧은 송신 펄스(제2 펄스)에 의해 발생하는 것으로, 차등위상차(φDP)에는 영향을 받지 않는다. 따라서, 감쇠 보정부(57)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 이용하여 감쇠 보정을 위한 감쇠인자를 산출할 수 있다.The attenuation is caused by the short transmission pulse (second pulse) of the solid state X-band radar, and is not affected by the differential phase difference (φ DP ). Accordingly, the attenuation correction unit 57 may calculate an attenuation factor for attenuation correction using the differential phase difference φ DP of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse.

여기에서, 감쇠 보정부(57)는 아래 수학식 2와 같은 차등위상차(φDP)와 감쇠인자 간의 관계식(Testud et al., 2000)을 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 감쇠인자를 산출할 수 있다.Here, the attenuation correction unit 57 uses the relationship between the differential phase difference (φ DP ) and the attenuation factor (Testud et al., 2000) as shown in Equation 2 below, and the radar observation data by the first pulse and the second pulse. The attenuation factor of each radar observation can be calculated.

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 2에서 AH는 감쇠인자를 의미하고, b는 0.76의 고정값, α는 차등위상차(φDP)의 온도 및 빗방울의 모양에 따라 변하는 값, r은 레이더 관측 자료의 산출 지점, r1은 거리 방향으로 강수의 시작 지점, r0는 거리 방향으로 강수의 끝 지점을 의미한다.In Equation 2, A H denotes an attenuation factor, b is a fixed value of 0.76, α is a value that varies depending on the temperature of a differential phase difference (φ DP ) and the shape of raindrops, r is a point for calculating radar observation data, r 1 Is the start point of precipitation in the distance direction, r 0 means the end point of precipitation in the distance direction.

이러한 감쇠인자는 해당 지점(r)의 반사도(ZH)가 펄스 에너지를 얼마나 감소시키는지를 나타낼 수 있다. 이때, 펄스는 진행 방향에 따라 레이더 거리 방향으로 누적하여 진행하면서 한 지점을 왕복하므로, 감쇠인자가 2 배로 적용되어 감쇠 보정이 이루어져야 한다.This attenuation factor may indicate how much the reflectivity (Z H ) of the point r decreases the pulse energy. At this time, the pulse accumulates in the direction of the radar distance according to the direction of travel, so as to reciprocate one point, the attenuation factor must be applied twice to attenuate correction.

따라서, 감쇠 보정부(57)는 아래 수학식 3과 같이 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 감쇠인자를 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 보정을 수행할 수 있다.Therefore, the attenuation correction unit 57 uses the attenuation factors of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively, as shown in Equation 3 below. Attenuation correction for each radar observation by pulse can be performed.

Figure pat00003
Figure pat00003

감쇠 보정부(57)는 이와 같이 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 감쇠인자를 산출하고, 이를 적용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH)를 보정할 수 있다. The attenuation correction unit 57 calculates attenuation factors of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, and applies them to the radar observation data by the first pulse and the second pulse. The reflectivity (Z H ) of each radar observation data can be corrected.

이와 같이, 본 발명에 따른 장치(1)는 솔리드스테이트 X밴드의 레이더 관측 자료에 있어서, 펄스 길이에 따라 영역을 나누어 영역별 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행함으로써 레이더 관측 자료의 불연속성을 해소하고 연속적 강우 추정이 가능하게 한다.As described above, in the radar observation data of the solid state X-band, the apparatus 1 according to the present invention resolves discontinuities in radar observation data by continuously dividing regions according to pulse lengths and performing radar system correction and attenuation correction for each region, and continuously It enables rainfall estimation.

한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치의 블록도이다.Meanwhile, FIG. 7 is a block diagram of an observation discontinuous relaxation device for a solid state X-band radar according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치(1')는 도 5에 도시된 장치(1)와 비교하여 보정 평가부(90)의 구성을 더 포함한다는 점에서 차이가 있으며, 나머지 다른 구성요소들은 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치(1')의 구성요소 중 보정 평가부(90)에 대해서만 설명하고, 나머지 구성요소인 자료 획득부(10), 품질관리부(30), 보정부(50) 및 강우 추정부(70)에 대한 설명은 상술한 것으로 대체한다.Referring to FIG. 7, the observation discontinuous relaxation device 1 ′ of the solid state X-band radar according to another embodiment of the present invention is compared with the device 1 shown in FIG. 5 to configure the correction evaluation unit 90. It differs in that it contains more, and the other components are the same. Therefore, only the correction evaluation unit 90 among the components of the observation discontinuous mitigation apparatus 1 'of the solid state X-band radar according to another embodiment of the present invention will be described, and the data acquisition unit 10 which is the remaining components, The description of the quality management unit 30, the correction unit 50, and the rainfall estimation unit 70 is replaced with the above.

보정 평가부(90)는 보정된 레이더 관측 자료와 레이더 관측 자료에 포함되는 차등위상차(φDP)를 비교하여 레이더 관측 자료의 보정 결과를 정성적으로 평가할 수 있다.The correction evaluation unit 90 may qualitatively evaluate a correction result of the radar observation data by comparing the corrected radar observation data and the differential phase difference (φ DP ) included in the radar observation data.

보정 평가부(90)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 최종 보정된 반사도(ZH)를 반사도-비차등위상차의 관계식에 적용하여 비차등위상차(KDP)로 변환할 수 있다. 비차등위상차(KDP)는 거리 별 차등위상차(φDP)를 의미한다.The correction evaluation unit 90 applies the final corrected reflectivity (Z H ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse to the relationship between the reflectivity and the non-differential phase difference (K) DP ). Non-differential phase difference (K DP ) means differential phase difference (φ DP ) by distance.

보정 평가부(90)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 최종 보정된 반사도(ZH)로부터 변환한 비차등위상차(KDP)의 거리를 누적하여 차등위상차(φDP)를 각각 산출할 수 있다. The correction evaluation unit 90 accumulates the distance of the differential differential phase difference (K DP ) converted from the final corrected reflectivity (Z H ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. Each of the phase differences φ DP can be calculated.

보정 평가부(90)는 산출한 차등위상차(φDP)와 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 포함되는 관측 차등위상차(φDP)를 비교하고, 그 차이에 따라 레이더 관측 자료의 보정 결과를 평가할 수 있다. 예를 들면, 보정 평가부(90)는 산출한 차등위상차(φDP)와 관측한 차등위상차(φDP)의 차이가 작을수록 보정의 정확도를 높게 평가할 수 있을 것이다.The correction and evaluation unit 90 compares the calculated differential phase difference (φ DP ) with the observed differential phase difference (φ DP ) included in the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively. According to this, the correction result of radar observation data can be evaluated. For example, the smaller the difference between the calculated differential phase difference (φ DP ) and the observed differential phase difference (φ DP ), the higher the accuracy of the correction may be.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법의 순서도이다.8 is a flowchart of a method for mitigating discontinuity of observation of a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법은 도 5에 도시된 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 5의 장치(1)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.The method for mitigating discontinuous observation of a solid state X-band radar according to an embodiment of the present invention may be performed in substantially the same configuration as the apparatus 1 illustrated in FIG. 5. Accordingly, the same components as the device 1 in FIG. 5 are given the same reference numerals, and repeated descriptions will be omitted.

도 8을 참조하면, 자료 획득부(10)는 레이더 관측 자료를 획득할 수 있다(S100).Referring to FIG. 8, the data acquisition unit 10 may acquire radar observation data (S100).

자료 획득부(10)는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 자료를 획득하는데, 솔리드스테이트 X밴드 레이더는 상술한 바와 같이 제1 펄스를 송신한 뒤 추가로 제1 펄스보다 짧은 펄스인 제2 펄스를 송신하여 레이더 관측 자료를 획득할 수 있다. 따라서, 자료 획득부(10)는 이와 같이 제1 펄스 및 제2 펄스를 송신하여 획득하는 레이더 관측 자료를 획득할 수 있다. 여기서, 레이더 관측 자료에는 반사도(ZH), 차등반사도(ZDR), 이중편파변수인 차등위상차(φDP) 및 교차상관계수(ρHV) 등의 레이더 변수들이 포함될 수 있다. The data acquisition unit 10 acquires observation data of the solid state X-band radar, and the solid state X-band radar transmits the first pulse as described above and then transmits a second pulse, which is a pulse shorter than the first pulse. To obtain radar observation data. Accordingly, the data acquisition unit 10 may acquire radar observation data obtained by transmitting the first pulse and the second pulse as described above. Here, radar observation data may include radar variables such as reflectivity (Z H ), differential reflectivity (Z DR ), differential phase difference (φ DP ) and cross-correlation coefficient (ρ HV ).

품질관리부(30)는 레이더 관측 자료에 품질관리(Quality control)를 수행할 수 있다(S200).The quality control unit 30 may perform quality control on the radar observation data (S200).

품질관리부(30)는 레이더 관측 자료에 포함되는 레이더 변수의 표준편차 및 교차상관계수(ρHV)와 임계값을 비교하여 지형, 곤충, 우박 등으로 인해 발생하는 비-강수 신호 또는 눈, 우박 등의 상이 다른 강수 신호를 제거할 수 있다.The quality control unit 30 compares the standard deviation and the cross correlation coefficient (ρ HV ) of the radar variable included in the radar observation data with a threshold value, and non-precipitation signals or snow, hail caused by terrain, insects, and hail. Precipitation signals with different phases can be removed.

레이더 관측 자료 분류부(51)는 송신 펄스의 길이에 따라 레이더 관측 자료를 분류할 수 있다(S300).The radar observation data classification unit 51 may classify radar observation data according to the length of the transmission pulse (S300).

레이더 관측 자료 분류부(51)는 서로 다른 제1 펄스 및 제2 펄스에 따른 차등 보정이 이루어질 수 있도록 레이더 관측 자료를 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류할 수 있다.The radar observation data classification unit 51 may classify radar observation data into radar observation data by a first pulse and radar observation data by a second pulse so that differential correction according to different first pulses and second pulses can be performed. You can.

보정부(50)는 분류된 레이더 관측 자료 별로 각각 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행할 수 있다(S400).The correction unit 50 may perform radar system correction and attenuation correction for each classified radar observation data (S400).

보정부(50)는 레이더 관측 자료에 포함되는 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거할 수 있다. 보정부(50)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료에 각각 포함되는 차등위상차(φDP)의 노이즈를 완화시킬 수 있다. The correction unit 50 may remove noise of the differential phase difference φ DP included in the radar observation data. The correction unit 50 may alleviate the noise of the differential phase difference φ DP included in the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively.

또한, 보정부(50)는 반사도(ZH) 또는 차등반사도(ZDR)와 차등위상차(φDP) 간의 관계식을 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환할 수 있다. In addition, the correction unit 50 uses the relationship between the reflectivity (Z H ) or the differential reflectivity (Z DR ) and the differential phase difference (φ DP ), and the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively. The reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of can be converted into a differential phase difference (φ DP ).

보정부(50)는 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)로부터 변환한 차등위상차(φDP)를 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 시스템 보정 오차를 산출할 수 있다.The correction unit 50 first pulses the differential phase difference φ DP converted from the reflectivity (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, respectively. The system correction error can be calculated by comparing with the average value of the differential phase difference (φ DP ) for each radar observation data and the second pulse radar observation data.

또한, 보정부(50)는 상기 수학식 2와 같은 차등위상차(φDP)와 감쇠인자 간의 관계식(Testud et al., 2000)을 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 감쇠인자를 산출할 수 있다.In addition, the correction unit 50 is based on the radar observation data by the first pulse and the second pulse by using the relationship between the differential phase difference (φ DP ) and the attenuation factor (Testud et al., 2000) as in Equation 2 above. Attenuation factors for each radar observation can be calculated.

보정부(50)는 상기 수학식 3과 같이 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 감쇠인자를 이용하여 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 보정을 수행할 수 있다.The correction unit 50 uses radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse using the attenuation factors of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse, as shown in Equation 3 above. Attenuation correction for each radar observation data can be performed.

강우 추정부(70)는 보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정할 수 있다(S500). The rainfall estimation unit 70 may estimate the rainfall using the corrected radar observation data (S500).

강우 추정부(70)는 레이더 변수와 강우 추정 간의 관계식을 이용하여 강우 추정을 수행할 수 있다. 이때, 보정된 레이더 관측 자료는 펄스 강도에 따른 차등 보정으로 인해 불연속성이 해소된 상태이므로, 강우 추정의 정확도를 높일 수 있다.The rainfall estimation unit 70 may perform rainfall estimation using a relational expression between radar variables and rainfall estimation. At this time, since the discontinuity of the corrected radar observation data is resolved due to the differential correction according to the pulse intensity, the accuracy of rainfall estimation can be improved.

이에 더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보정된 레이더 관측 자료와 레이더 관측 자료에 포함되는 차등위상차(φDP)를 비교하여 레이더 관측 자료의 보정 결과를 정성적으로 평가할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, it is possible to qualitatively evaluate the correction result of the radar observation data by comparing the corrected radar observation data and the differential phase difference (φ DP ) included in the radar observation data.

이와 같은, 본 발명의 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.As described above, the method for mitigating discontinuous observation of a solid state X-band radar of the present invention may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components to be recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded on the computer-readable recording medium are specially designed and configured for the present invention, and may be known and usable by those skilled in the computer software field.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include not only machine language codes produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.

이하, 도 9 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따른 유리한 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 9 to 14, the advantageous effect of the method for mitigating discontinuity of observation of the solid state X-band radar according to the present invention will be described.

먼저, 도 9는 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 적용하여 보정된 레이더 관측 자료를 나타낸 도면이다.First, FIG. 9 is a view showing radar observation data corrected by applying the observation discontinuity mitigation method of the solid state X-band radar according to the present invention to the radar observation data as shown in FIG. 4.

도 9를 참조하면, 도 4와 같은 2014.03.12 09:11 KST 에서의 솔리드스테이트 X밴드 레이더를 이용한 레이더 관측 자료를 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 적용하여 보정한 뒤, 각 레이더 변수 별로 방위각 평균을 취한 값을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9, the radar observation data using the solid state X-band radar at 2014.03.12 09:11 KST as shown in FIG. 4 is corrected by applying the observation discontinuity mitigation method of the solid state X-band radar according to the present invention. , You can check the value of the azimuth average for each radar variable.

각 레이더 관측 변수의 평균 값 산출에 사용된 자료 수(Count)의 경우, 도 4의 결과와 동일하게 10.05km 이내에서는 그 수가 적고 변동이 커 민감도가 낮은 반면, 펄스가 길어지는 10.05km 이후에서는 큰 변동이 없어 민감도가 증가함을 확인할 수 있다.In the case of the number of data (Count) used to calculate the average value of each radar observation variable, as in the result of FIG. 4, the number is small within 10.05 km and the sensitivity is large due to large fluctuation, whereas the greater is 10.05 km after the pulse becomes longer. As there is no change, it can be seen that the sensitivity increases.

그러나, 본 발명에 의해 보정된 반사도(Reflectivity) 및 차등반사도(Differential reflectivity)의 경우, 펄스가 바뀌는 10.05km 지점에서 발생하는 불연속성이 제거되어 연속적인 값을 보임을 확인할 수 있다.However, in the case of the reflectivity and the differential reflectivity corrected by the present invention, it can be confirmed that discontinuities occurring at the 10.05 km point where the pulse is changed are removed to show a continuous value.

다만, 민감도와 관련되는 교차상관계수(Correlation coefficient)의 경우에는 여전히 펄스가 바뀌는 10.05km 지점에서 불연속성이 발생한다.However, in the case of a correlation coefficient related to sensitivity, discontinuity still occurs at the 10.05 km point where the pulse is changed.

도 10은 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 종래의 방식으로 산출한 보정 인자 및 보정 적합도를 나타낸 그래프이고, 도 11은 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 적용하여 산출한 보정 인자 및 보정 적합도를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing a correction factor and a goodness of fit calculated in a conventional manner from radar observation data such as FIG. 4, and FIG. 11 is an observation discontinuity of the solid state X-band radar according to the present invention in the radar observation data such as FIG. It is a graph showing the correction factor and the fitness for correction calculated by applying the relaxation method.

도 10 및 도 11을 참조하면, 감쇠 보정에 사용되는 감쇠 인자(Specific attenuation), 보정된 레이더 관측 자료로부터 산출된 비차등위상차(Specific differential phase shift), 산출된 비차등위상차를 누적한 누적 산출 비차등위상차(Accumulated KDP) 및 레이더 관측 자료에 포함되는 차등위상차(Differential phase shift)를 확인할 수 있다.10 and 11, the attenuation factor used for attenuation correction (Specific attenuation), the specific differential phase shift calculated from the corrected radar observation data, and the cumulative calculated difference calculated by accumulating the calculated specific differential phase shift. It is possible to check the differential phase shift included in the radar observation data and the accumulated K DP .

도 10의 경우, 감쇠 인자 및 비차등위상차가 불연속성을 보이며, 이에 따라 누적 산출 비차등위상차와 차등위상차의 차이가 두드러져 보정이 적합하게 이루어지지 않음을 확인할 수 있다. 이는, 종래의 방식에 따르면 펄스 간 불연속성이 제거되지 않기 때문이다. 즉, 종래의 방식에 따르면 펄스를 나누지 않고 전체 펄스에 동일한 보정 인자를 적용한다.10, it can be confirmed that the attenuation factor and the non-differential phase difference show discontinuities, and accordingly, the difference between the cumulative calculated non-differential phase difference and the differential phase difference is remarkable, so that correction is not properly performed. This is because, according to the conventional method, discontinuities between pulses are not removed. That is, according to the conventional method, the same correction factor is applied to all pulses without dividing the pulses.

반면, 도 11의 경우, 감쇠 인자 및 비차등위상차가 연속적으로 산출되었으며, 도 10에 비해 누적 산출 비차등위상차와 차등위상차의 차이가 개선됨을 확인할 수 있다. 이는, 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따르면 펄스에 따른 차등 보정을 적용하기 때문이다.On the other hand, in FIG. 11, the attenuation factor and the non-differential phase difference were continuously calculated, and it can be seen that the difference between the cumulative calculated non-differential phase difference and the differential phase difference is improved compared to FIG. 10. This is because the differential correction according to the pulse is applied according to the method for mitigating discontinuity of observation of the solid state X-band radar according to the present invention.

도 12는 종래의 방식으로 도 4와 같은 레이더 관측 자료에 보정을 적용한 후의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따라 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 펄스 영역을 나누고 보정을 적용하기 전의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따라 도 4와 같은 레이더 관측 자료에서 펄스 영역을 나누고 보정을 적용한 후의 강우 추정 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a view showing a rainfall estimation result after applying correction to radar observation data as in FIG. 4 in a conventional manner, and FIG. 13 is a view similar to FIG. 4 according to a method for mitigating observation discontinuity of a solid state X-band radar according to the present invention It is a view showing the result of rainfall estimation before dividing the pulse region and applying correction in the radar observation data, and FIG. 14 is a pulse region in the radar observation data as shown in FIG. 4 according to the observation discontinuity mitigation method of the solid state X-band radar according to the present invention It is a figure showing the result of rainfall estimation after dividing and applying correction.

레이더 관측 자료 중 강우 추정에 사용되는 레이더 관측 변수는 반사도(ZH), 감쇠 인자(AH) 및 반사도로부터 산출되는 비차등위상차(KDP)이며, 레이더 관측 변수-강우 간의 관계식을 적용하여 강우 추정을 수행하였다.Among the radar observation data, the radar observation variables used for rainfall estimation are non-differential phase difference (K DP ) calculated from reflectivity (Z H ), attenuation factor (A H ), and reflectivity, and rainfall is applied by applying the relationship between radar observation variables and rainfall An estimate was made.

종래의 방식에 따르면 펄스 구간을 나누지 않고 일괄적인 보정값을 적용할 수 있다. 즉, 상기 수학식 2에서 r0, r1 및 △φDP를 레이더로부터 강우 끝까지로 지정하고, 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행할 수 있다. According to the conventional method, it is possible to apply a collective correction value without dividing the pulse section. That is, in Equation 2, r 0 , r 1 and Δφ DP can be designated from the radar to the end of the rainfall, and radar system correction and attenuation correction can be performed.

따라서, 도 12를 참조하면, 10.05km 지점 에서 반사도(ZH), 감쇠 인자(A) 및 반사도로부터 산출되는 비차등위상차(KDP)에 의한 강우 추정 결과(R(ZH), R(A), R(KDP))가 모두 불연속성을 보이며, 10.05km 이내의 짧은 펄스(제2 펄스)에 의한 영역의 경우, 민감도, 노이즈 등의 요인으로 반사도(ZH), 감쇠 인자(A) 및 반사도로부터 산출되는 비차등위상차(KDP)에 의한 강우 추정 결과(R(ZH), R(A), R(KDP)) 간의 오차가 심하게 나타난다.Therefore, referring to FIG. 12, rainfall estimation results (R (Z H ), R (A) by the specific differential phase difference (K DP ) calculated from the reflectivity (Z H ), attenuation factor (A), and reflectivity at 10.05 km ), R (K DP )) all show discontinuities, and in the case of regions with short pulses (second pulses) within 10.05km, reflectivity (Z H ), attenuation factor (A), and factors such as sensitivity and noise. The error between rainfall estimation results (R (Z H ), R (A), and R (K DP )) due to the specific differential phase difference (K DP ) calculated from the reflectivity is severe.

반면, 본 발명에 의한 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법에 따르면 펄스 구간을 나누고, 구간 별 보정값을 적용할 수 있다. 즉, 즉, 상기 수학식 2에서 r0, r1 및 △φDP를 제1 펄스 영역과 제2 펄스 영역으로 나누어 지정하고, 각 펄스 영역 별 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행할 수 있다.On the other hand, according to the method for mitigating discontinuity of observation of the solid state X-band radar according to the present invention, it is possible to divide the pulse section and apply a correction value for each section. That is, in Equation 2, r 0 , r 1, and Δφ DP can be divided into a first pulse region and a second pulse region, and radar system correction and attenuation correction for each pulse region can be performed.

이때, 도 13을 참조하면, 위와 같은 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정은 수행하지 않았으나, 펄스 영역을 나눔으로써 수학식 2에 의한 감쇠 인자(A)로부터 산출되는 강우 추정 결과(R(A))의 경우 불연속성이 사라짐을 확인할 수 있다. 그러나, 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정의 영향을 받는 반사도(ZH) 에 의한 강우 추정 결과(R(ZH))의 경우 감쇠 인자(A) 및 반사도로부터 산출되는 비차등위상차(KDP)에 의한 강우 추정 결과(R(A), R(KDP))에 비해 낮은 결과를 나타낸다.In this case, referring to FIG. 13, although the above radar system correction and attenuation correction are not performed, in the case of the rainfall estimation result (R (A)) calculated from the attenuation factor (A) by Equation 2 by dividing the pulse region It can be seen that discontinuities disappear. However, in the case of the rainfall estimation result (R (Z H )) by the reflectivity (Z H ) affected by the radar system correction and the attenuation correction, the attenuation factor (A) and the specific differential phase difference (K DP ) calculated from the reflectivity The results are lower than the rainfall estimation results (R (A), R (K DP )).

도 14를 참조하면, 위와 같은 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행한 후 강우 추정을 수행한 결과로, 반사도(ZH), 감쇠 인자(A) 및 반사도로부터 산출되는 비차등위상차(KDP)에 의한 강우 추정 결과(R(ZH), R(A), R(KDP))가 모두 연속성을 보이며 비슷한 결과를 나타낸다. Referring to FIG. 14, as a result of performing rainfall estimation after performing the above radar system correction and attenuation correction, the reflectivity (Z H ), the attenuation factor (A), and the specific differential phase difference (K DP ) calculated from the reflectivity The rainfall estimation results by (R (Z H ), R (A), R (K DP )) all show continuity and show similar results.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.

1: 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치
10: 자료 획득부
30: 품질관리부
50: 보정부
70: 강우 추정부1: Solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device
10: data acquisition department
30: Quality Management Department
50: correction unit
70: rainfall estimation unit

Claims (15)

제1 펄스 및 상기 제1 펄스보다 짧은 제2 펄스를 송신하여 레이더 관측 자료를 획득하는 단계;
상기 레이더 관측 자료에 품질관리를 수행하여 비-강수 신호를 제거하는 단계; 및
상기 비-강수 신호가 제거된 레이더 관측 자료를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류하고, 각각 서로 다른 보정값을 적용하여 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트(Solid-state) X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.Obtaining radar observation data by transmitting a first pulse and a second pulse shorter than the first pulse;
Removing a non-precipitation signal by performing quality control on the radar observation data; And
The radar observation data from which the non-precipitation signal is removed is classified into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, and radar system correction and attenuation correction are applied by applying different correction values, respectively. Method of mitigating discontinuity of observation of a solid-state X-band radar comprising the step of performing. 제1항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차 및 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 1,
The step of performing the radar system correction and attenuation correction,
Radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse by using the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable, of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. A method of mitigating discontinuity of observation of a solid state X-band radar, comprising calculating system correction errors and attenuation factors for each radar observation data. 제2항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 누적 차등위상차(φDP)에 누적한 뒤 평균 내어 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값을 산출하는 단계; 및
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환하고, 각각 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 상기 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 2,
The step of performing the radar system correction and attenuation correction,
The differential phase difference (φ DP ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse is accumulated according to radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse. calculating a mean value of the phase difference (φ DP) radar observed data differentiated phase difference (φ DP) by a rear accumulated average out the radar observed data and the second pulse by the first pulse to; And
The reflectance (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse are converted into a differential phase difference (φ DP ), respectively. System correction error by radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse compared to the average value of the differential phase difference (φ DP ) by radar observation data by the second pulse and radar observation data by the second pulse Comprising the step of calculating the solid state X-band radar observation discontinuity mitigation method. 제2항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 차등위상차(φDP), 레이더의 거리 방향을 변수로 하는 차등위상차-반사도 감쇠 인자 관계식에 적용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 2,
The step of performing the radar system correction and attenuation correction,
Differential to the drive direction of the first pulse radar observed data and the differential phase difference (φ DP) wherein the radar observed data, each of the dual polarization-variable according to the second pulse by the differential phase difference (φ DP), radar, a variable phase difference - And applying a reflection attenuation factor relational expression to calculate attenuation factors for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, respectively. 제4항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 2 배로 하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별로 감쇠 보정을 수행하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 4,
The step of performing the radar system correction and attenuation correction,
Attenuation correction is performed for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse by doubling the attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. Method of mitigating discontinuity of observation of a solid state X-band radar comprising the steps of: 제2항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 단계는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차 및 감쇠 인자를 각각 산출하는 단계 이전에 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거하는 단계를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 2,
The step of performing the radar system correction and attenuation correction,
Radar observation data by the first pulse and radar by the second pulse before calculating the system correction error and attenuation factor for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, respectively. And removing noise of each differential phase difference (φ DP ) from the observation data. 제1항에 있어서,
보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정하는 단계를 더 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법.According to claim 1,
A method of mitigating discontinuity of observation of a solid state X-band radar, further comprising estimating rainfall using the corrected radar observation data. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 다른 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer readable recording medium having a computer program recorded thereon for performing a method for observing discontinuous observation of a solid state X-band radar according to any one of claims 1 to 7. 제1 펄스 및 상기 제1 펄스보다 짧은 제2 펄스를 송신하여 레이더 관측 자료를 획득하는 자료 획득부;
상기 레이더 관측 자료에 품질관리를 수행하여 비-강수 신호를 제거하는 품질관리부; 및
상기 비-강수 신호가 제거된 레이더 관측 자료를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료로 분류하고, 각각 서로 다른 보정값을 적용하여 레이더 시스템 보정 및 감쇠 보정을 수행하는 보정부를 포함하는 솔리드스테이트(Solid-state) X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.A data acquisition unit configured to acquire radar observation data by transmitting a first pulse and a second pulse shorter than the first pulse;
A quality control unit that performs quality control on the radar observation data to remove non-precipitation signals; And
The radar observation data from which the non-precipitation signal is removed is classified into radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse, and radar system correction and attenuation correction are applied by applying different correction values, respectively. Observation discontinuity mitigation device for a solid-state X-band radar including a correction unit to perform. 제9항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출하는 레이더 시스템 보정부; 및
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 이용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 산출하는 감쇠 보정부를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 9,
The correction unit,
Radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse by using the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable, of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. A radar system correction unit calculating a system correction error for each radar observation data; And
Radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse by using the differential phase difference (φ DP ), which is a dual polarization variable, of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. A solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device comprising an attenuation correction unit that calculates an attenuation factor for each radar observation. 제10항에 있어서,
상기 레이더 시스템 보정부는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)를 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 누적 차등위상차(φDP)에 누적한 뒤 평균 내어 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값을 산출하고,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR)를 차등위상차(φDP)로 변환하며, 각각 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 차등위상차(φDP)의 평균값과 비교하여 상기 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 시스템 보정 오차를 산출하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 10,
The radar system correction unit,
The differential phase difference (φ DP ) of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse is accumulated according to radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse. after taking the average phase difference to accumulated (φ DP) calculating the average value of the radar observed data and the radar observed data differentiated phase difference (φ DP) by the second pulse by the first pulse,
The reflectance (Z H ) and the differential reflectivity (Z DR ) of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse are converted into a differential phase difference (φ DP ), respectively. System correction error by radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse compared to the average value of the differential phase difference (φ DP ) by radar observation data by the second pulse and radar observation data by the second pulse Solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device that calculates 제10항에 있어서,
상기 감쇠 보정부는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 이중편파변수인 차등위상차(φDP)를 차등위상차(φDP), 레이더의 거리 방향을 변수로 하는 차등위상차-반사도 감쇠 인자 관계식에 적용하여 상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 별 감쇠 인자를 각각 산출하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 10,
The attenuation correction unit,
Differential to the drive direction of the first pulse radar observed data and the differential phase difference (φ DP) wherein the radar observed data, each of the dual polarization-variable according to the second pulse by the differential phase difference (φ DP), radar, a variable phase difference - A solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device that calculates attenuation factors for each radar observation data by the first pulse and radar observation data by the second pulse by applying to a relational expression of a reflection attenuation factor. 제9항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 제1 펄스에 의한 레이더 관측 자료 및 상기 제2 펄스에 의한 레이더 관측 자료 각각의 차등위상차(φDP)의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 9,
The correction unit,
A solid state X-band radar observation discontinuity mitigating device including a noise removing unit for removing noise of a differential phase difference (φ DP ) of each of the radar observation data by the first pulse and the radar observation data by the second pulse. 제9항에 있어서,
보정된 레이더 관측 자료를 비차등위상차(KDP)로 변환하고 이를 이용하여 보정 결과를 정성적으로 평가하는 보정 평가부를 더 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 9,
A solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device further comprising a correction evaluation unit that converts the corrected radar observation data into a non-differential phase difference (K DP ) and qualitatively evaluates the correction result using the same. 제9항에 있어서,
보정된 레이더 관측 자료를 이용하여 강우를 추정하는 강우 추정부를 더 포함하는 솔리드스테이트 X밴드 레이더의 관측 불연속 완화 장치.The method of claim 9,
A solid state X-band radar observation discontinuity mitigation device further comprising a rainfall estimator for estimating rainfall using the corrected radar observation data.
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