气象雷达装置、气象观测方法及气象观测程序制造方法及图纸

课题在于，即使多普勒速度数据成为错误的值，也准确地检测出该错误的值。解决手段在于，气象雷达装置(20)具备近似函数计算部(121)、除外值检测部(122)及数据置换部(123)。近似函数计算部(121)使用在由以天线(200)位置为中心的距离方向及方位方向的二维坐标表现的每个位置处得到的气象观测用的观测对象的多普勒速度数据中的在方位方向上排列的多个多普勒速度数据，计算近似函数。除外值检测部(122)使用在方位方向上排列的多个多普勒速度数据、以及近似函数的值，检测除外值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气象雷达装置、气象观测方法及气象观测程序
本专利技术涉及使用多普勒速度数据观测云、雨等与气象相关联的观测对象的状态的气象雷达装置。
技术介绍
当前，各种气象雷达装置正在实用化。例如，在专利文献1、专利文献2中，记载了使用多普勒速度数据的气象雷达装置。专利文献1所记载的气象雷达向作为观测对象的云、雨发送脉冲信号，并接收其反射信号，从而检测其相位变化量。专利文献1所记载的气象雷达根据该相位变化量，计算观测对象(云、雨)的多普勒速度数据。然后，专利文献1所记载的气象雷达根据该多普勒速度数据，对观测对象(云、雨)的状态进行观测。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014－173865号公报专利文献2:日本特开2013－205151号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题但是，被观测的脉冲信号的相位变化量在超过脉冲信号的1个波长时变得不连续。另外，被观测的脉冲信号的相位变化量有时由于噪声等的影响而变得不连续。然后，由于这样的相位变化量的不连续的变化，多普勒速度数据成为错误的值。因此，本专利技术的目的在于，提供即使由于相位变化量的不连续的变化而多普勒速度数据成为错误的值，也能够检测出该错误的值的技术。用于解决课题的手段本专利技术的气象雷达具备近似函数计算部、除外值检测部及数据置换部。近似函数计算部使用在由以天线位置为中心的距离方向及方位方向的二维坐标表现的每个位置处得到的气象观测用的观测对象的多普勒速度数据中的在方位方向上排列的多个多普勒速度数据，计算近似函数。除外值检测部使用在方位方向上排列的多个多普勒速度数据、以及近似函数的值，检测除外值。在该构成中，利用气象观测用的观测对象(例如云、雨)的多普勒速度数据连续性变化，气象雷达通过使用近似函数来检测不连续之处。然后，通过能够检测出这样的不连续之处，例如，气象雷达装置将该不连续之处的多普勒速度数据置换为基于近似函数的近似值。专利技术效果根据本专利技术，即使由于相位变化量的不连续的变化而多普勒速度数据成为错误的值，也能够准确地检测出该错误的多普勒速度数据。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式所涉及的气象雷达装置中的气象观测数据生成部的功能框图。图2是本专利技术的第1实施方式所涉及的气象雷达装置的功能框图。图3是表示距离方向的折返校正的概念的图。图4是表示一般的均一的风的分布的一例的图。图5是表示方位方向的除外值的置换的概念的图。图6中图6的(A)、图6的(B)、图6的(C)是表示使用了本实施方式的气象观测数据生成部的构成及处理的情况下的多普勒速度数据的校正、置换的迁移的图。图7是表示由实现气象观测数据生成部的运算处理装置进行的基本的处理的流程图。图8是表示距离方向的折返的校正的处理的流程图。图9是表示方位方向的除外值的置换的处理的流程图。图10是本专利技术的第2实施方式所涉及的气象雷达装置的气象观测数据生成部的功能框图。图11中图11的(A)、图11的(B)、图11的(C)是表示气象观测数据生成部所进行的第一次的校正、置换的处理时的多普勒速度数据的图。图12中图12的(A)、图12的(B)、图12的(C)是用于说明伪数据的生成的概念的图。图13中图13的(A)是表示第一次的校正及置换结束、追加了伪数据后的多普勒速度数据的图，图13的(B)、图13的(C)是表示气象观测数据生成部所进行的第二次的校正、置换的处理时的多普勒速度数据的图。图14是表示由实现气象观测数据生成部的运算处理装置进行的基本的处理的流程图。图15是本专利技术的第3实施方式所涉及的气象雷达装置的气象观测数据生成部的功能框图。图16中图16的(A)、图16的(B)、图16的(C)是表示使用了第1实施方式所涉及的气象观测数据生成部的情况下的气象观测数据的图。图17中图17的(A)、图17的(B)、图17的(C)是表示使用了第2实施方式所涉及的气象观测数据生成部的情况下的气象观测数据的图。图18中图18的(A)、图18的(B)是表示使用了第2实施方式所涉及的气象观测数据生成部的情况下的气象观测数据的图。具体实施方式关于本专利技术的第1实施方式所涉及的气象雷达装置，参照附图进行说明。图1是本专利技术的第1实施方式所涉及的气象雷达装置中的气象观测数据生成部的功能框图。图2是本专利技术的第1实施方式所涉及的气象雷达装置的功能框图。首先，使用图2，关于包含气象观测数据生成部10的气象雷达装置20的构成进行说明。此外，气象雷达装置20中的除了气象观测数据生成部10以外的功能部的构成及处理与申请人已申请及已公开的已知的脉冲多普勒雷达相同，省略详细的说明。如图2所示，气象雷达装置20具备发送部21、收发切换器22、接收部23、多普勒速度数据计算部24及气象观测数据生成部10。发送部21生成具有规定的反复周期的脉冲信号。作为脉冲信号的来源的载波信号的频率与观测对象的种类相应地被设定。在本实施方式的气象雷达20中，观测对象是气象观测用的对象物，是雨及云。因此，被设定为在雨及云上反射的频率。发送部21将脉冲信号向收发切换器22输出，并且将其一部分向接收部23输出。收发切换器22切换发送期间和接收期间，并反复进行该动作。具体而言，收发切换器22在发送期间，将发送部21与天线200连接，从而将脉冲信号向天线200输出。另一方面，收发切换器22在接收期间，将脉冲信号的反射信号从天线200向接收部23输出。天线200一边以旋转轴作为中心在水平面上进行旋转，一边以规定的仰角发送脉冲信号，并接收其反射信号。接收部23针对反射信号进行规定的放大处理等。接收部23计算脉冲信号与对于该脉冲信号的反射信号的相位变化量(脉冲信号与反射信号的相位差)。接收部23将相位变化量向多普勒速度数据计算部24输出。多普勒速度数据计算部24例如使用双重PRF法等，基于相位变化量计算多普勒速度数据。多普勒速度数据由针对以天线200的位置作为中心位置(基准点)且以距离方向和方位方向这二维表现的各位置计算的多普勒速度表现。距离方向是从中心位置以辐射状相离的方向。方位方向是与天线200的旋转方向平行的方向。多普勒速度数据计算部24将天线200的1周量(1个扫描量)的多普勒速度数据作为组，向气象观测数据生成部10输出。如图1所示，气象观测数据生成部10具备数据处理部11及数据处理部12。数据处理部11及数据处理部12分别由进行后述处理的运算处理元件等硬件以及实现后述处理的程序构成。概略而言，数据处理部11针对多普勒速度数据的距离方向的折返进行校正。数据处理部12针对多普勒速度数据进行方位方向的除外值的置换。气象观测数据生成部10通过具备数据处理部11及数据处理部12，能够检测由相位变化量引起的距离方向及方位方向的多普勒速度数据的错误的值。然后，气象观测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气象雷达装置，具备：/n多普勒速度数据计算部，计算在由二维坐标表现的每个位置处得到的气象观测用的观测对象的多普勒速度数据，所述二维坐标是以天线位置为中心的距离方向及方位方向的二维坐标；/n近似函数计算部，使用所述观测对象的多普勒速度数据中的在所述方位方向上排列的多个多普勒速度数据，计算近似函数；以及/n除外值检测部，使用在所述方位方向上排列的多个多普勒速度数据、以及所述近似函数的值，检测除外值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180509 JP 2018-0905501.一种气象雷达装置，具备：
多普勒速度数据计算部，计算在由二维坐标表现的每个位置处得到的气象观测用的观测对象的多普勒速度数据，所述二维坐标是以天线位置为中心的距离方向及方位方向的二维坐标；
近似函数计算部，使用所述观测对象的多普勒速度数据中的在所述方位方向上排列的多个多普勒速度数据，计算近似函数；以及
除外值检测部，使用在所述方位方向上排列的多个多普勒速度数据、以及所述近似函数的值，检测除外值。


2.如权利要求1所述的气象雷达装置，还具备：
数据置换部，将所述除外值置换为基于所述近似函数的近似值。


3.如权利要求1所述的气象雷达装置，还具备：
异常气象检测部，使用所述除外值检测异常气象。


4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的气象雷达装置，
所述除外值检测部在所述多普勒速度数据与所述近似函数的值之间的差量值超过除外检测用的阈值时，将作为所述差量值的来源的所述多普勒速度数据检测为所述除外值。


5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的气象雷达装置，
所述近似函数是以方位方向的一周作为1个周期的周期函数。


6.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的气象雷达装置，还具备：
折返检测部，检测在所述距离方向上排列的多个多普勒速度数据的折返；以及
折返校正部，对折返的多普勒速度数据进行校正；
所述近似函数计算部使用在所述折返校正部中被校正后的多普勒速度数据。


7.如权利要求6所述的气象雷达装置，
所述折返校正部对所述距离方向上的关注位置的多普勒速度数据，与使用了比所述关注位置更靠所述中心侧的多个位置的多普勒速度数据而得到的统计性的基准值进行比较，来检测所述折返。


8.如权利要求7所述的气象雷达装置，
所述统计性的基准值是移动中位数。


9.如权利要求6至权利要求8中任一项所述的气象雷达装置，还具备：
伪数据生成部，使用在所述距离方向的规定位置处跨所述方位方向的整周的多普勒速度数据的近似函数，生成最靠近所述中心的位置的全部方位方向的多普勒速度数据的伪数据；以及
伪数据追加部，将所述伪数据追加至检测所述折返前的多个多普勒速度数据，
所述折返检测部使用追加所述伪数据后的多个多普勒速度数据，再次执行折返的检测，
所述折返校正部使用再次被执行的折返的检测的结果，再次进行折返的校正，
所述近似函数计算部使用再次被执行的折返校正的结果，再次计算所述近似...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岛祐弥，
申请(专利权)人：古野电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP