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基于多普勒天气雷达的民航气象监测与临

近预报系统

作者：王晖，魏巍

来源：《科技视界》2015年第29期

基于多普勒天气雷达的民航气象监测与

临近预报系统

王晖1魏巍2

（1．国睿科技股份有限公司，江苏南京211106；2.南京森林警察学院，江苏南京

210023）

[摘要]航空气象对航空飞行安全、准点有着至关重要的影响，本文首先对多普勒天气雷达

主要产品和临近预报技术进行介绍，然后介绍了基于多普勒天气雷达的民航气象监测与临近预

报系统的主要功能。

[关键词]多普勒天气雷达；民航气象；实况监测；临近预报

0引言

国际民航组织统计显示，在世界航空业务中，因天气原因造成的飞行事故数量已经上升到

占总事故的将近三分之一，其中强对流天气是造成飞行事故的主因。[1]

目前我国民航日飞行量已经超过1万架次，预计未来十年，中国民航运输量仍然保持持续

快速增长的势头。大飞行量、大流量的运行背景，使得民航在保证飞行安全的前提下，保障航

班“正点”和“效率”的压力空前增大。随着航班量的增加，天气对航空运输安全与效益的影

响日益突出，天气因素已经成为制约我国航空事业快速发展的主要瓶颈之一。因天气原因造成

航班延误导致旅客与航空公司纠纷日渐增多，甚至影响社会稳定。

新一代天气雷达作为现代化的探测手段，可以有效地监测暴雨、冰雹、龙卷等灾害性天气

的发生、发展；同时还具有良好的定量测量回波强度的性能，可以定量估测大范围降水[2]。我

国即将建成由216部新一代多普勒天气雷达组成的全国性雷达探测网[3]，中国民用航空局空中

交通管理局航空气象中心可以通过中国气象局同城用户服务系统实时获取全国新一代天气雷达

产品数据，通过研制气象监测与临近预报系统，可以更好的满足民航对气象服务“定时、定点、

定量”的要求，提高对灾害性天气的监测预警能力和服务水平。

1建设内容

系统对接收到的全国新一代天气雷达产品数据和机场天气雷达数据进行解码和产品加工，

通过叠加精细化地理信息数据，输出带有机场中心点，50km为单位的距离圈产品，其上可以叠

加机场走廊，机场详细信息，不含经纬度。供用户监视和分析重要天气的发生、发展和变化过

程。同时，产品可以以指定图片形式输出，供共享使用。

多普勒天气雷达的主要产品包括（表1）：

系统总体由两部分组成，产品处理与产品显示（图1）。

产品处理：实时监测雷达PUP目录的变化，当监测到新的数据来到时，根据需要进行产品

的二次计算并输出二次加工产品，最终根据产品的样式将雷达PUP产品和二级计算产品进行图

像产品的绘制，生成图像产品文件。

产品显示：通过IE、Firefox、Chrome等浏览器访问部署好的WEB服务器，可以调阅雷达

图像产品，查阅用户所关心雷达图像产品，雷达图形产品推送到前台后、可以对雷达图像进行

放大、漫游、前翻、后翻、动画等操作；同时可以根据需要进行空间地理信息图层的叠加，用

户可以根据需要进行图层显示和隐藏。

产品显示工具可定时向用户推送最新的、用户所关心的雷达产品图片，用户可对雷达产品

图片进行动画播放。

2主要功能

1)雷达产品处理子系统主要功能

基于PUP产品的目录规范和命名规范，雷达图像产品生成模块监测PUP数据文件目录，当

新的PUP数据文件到达时，轮询PUP数据所在的目录。对新到的PUP进行处理，生成图像产品

文件。

①数据监控

图像产品生成模块启动后，检测pup目录下是否有新数据到达，若有新的数据到达，对新

到达的数据进行处理。

②数据解析

针对已经生成的PUP产品数据，对雷达PUP数据进行解析，从数据文件中获取PUP产品数

据后调用绘图功能进行图像产品的绘制。

③投影变换

针对不同投影方式的地理信息数据，对雷达PUP数据进行极坐标投影转换，如笛卡尔坐标

转换，生成相应投影下的雷达数据产品。

④反演处理

对需要进行二次反演计算的产品，然后加载雷达数据反演算法，生成雷达二次反演数据产

品，同时对二次产品进行图像产品的绘制。

⑤图形处理与规范化

产品文件存储时将雷达产品生成的底色为透明，产品生成的格式设置为PNG（PNG透明图向

产品，便于叠加地图等基本信息），实时生成雷达产品图像文件，生成的雷达图像文件按照指

定目录规范和和命名规范进行存储，以便