一种毫米波气象雷达天线角度标校方法
专利汇可以提供一种毫米波气象雷达天线角度标校方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种毫米波气象雷达天线 角 度标校方法，其具体步骤为：第一步，搭建毫米波气象雷达天线角度标校平台，包括： 工业控制计算机 （1）、太阳理论 位置 确定模 块 （2）、太阳位置测量模块（3）、天线角度处理模块（4）、天线 控制器 （5）、 信号 处理器（6）；第二步，太阳理论位置确定模块（2）确定太阳理论位置；第三步，太阳位置测量模块（3）控制太阳位置测量顺序，采集时间、天线角度和大气噪声数据；第四步，天线角度处理模块（4）处理采集的数据，确定和标校天线角度误差；至此，实现了毫米波气象雷达天线角度标校。本方法能够方便快速地完成毫米波气象雷达天线角度标校，根据需要随时标校，保证了观测数据的准确度和高 质量 。，下面是一种毫米波气象雷达天线角度标校方法专利的具体信息内容。
1.一种毫米波气象雷达天线角度标校方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 搭建天线角度标校平台
天线角度标校平台，包括：工业控制计算机（1）、太阳理论位置确定模块（2）、太阳位置测量模块（3）、天线角度处理模块（4）、天线控制器（5）、信号处理器（6），其中工业控制计算机（1）包括：PCI总线（7）、共享内存（8）和串行通信接口（9）；
太阳理论位置确定模块（2）与工业控制计算机（1）通过PCI总线（7）连接，太阳位置测量模块（3）与工业控制计算机（1）通过PCI总线（7）连接，天线角度处理模块（4）与工业控制计算机（1）通过PCI总线（7）连接，天线控制器（5）与工业控制计算机（1）通过串行通信接口（9）连接，信号处理器（6）与工业控制计算机（1）通过PCI总线（7）连接； 太阳理论位置确定模块（2）、太阳位置测量模块（3）和天线角度处理模块（4）运行时加载到工业控制计算机（1）的共享内存（8）中；太阳理论位置确定模块（2）用于确定太阳理论位置的俯仰角、方位角；太阳位置测量模块（3）用于控制太阳位置测量的执行顺序，采集和保存时间、雷达天线位置和大气噪声数据；天线角度处理模块（4）用于对采集的数据进行处理，提取出指示太阳位置的天线角度数据，确定天线角度误差，进行天线角度标校；天线控制器（5）用于控制天线按照太阳位置测量模块（3）设置的扫描参数转动，按照天线角度处理模块（4）设置的参数和指令进行定位和标校；信号处理器（6）用于按照太阳位置测量模块（3）设置的雷达工作参数对大气噪声采样信号进行信号处理；
第二步 太阳理论位置确定模块（2）确定太阳理论位置
太阳理论位置确定模块（2）设置当前日期、时间和雷达天线所在的经度
、纬度 参数，结合当前日期、时间和雷达天线所在的经度 、纬度 参数，依据地球与太阳的天体运动规律和公历得到太阳赤纬 、时差 和时角 ，进而得到此时太阳在地球表面的理论位置，即与地平面的夹角俯仰角 和与地理北极的夹角方位角 ；
太阳赤纬 的公式为：
（1）其中 称为日角， ，其中 为积日，即日期在年内的顺序
号， 为： ，其中 为当前
年份， 为取整函数；
太阳时差 的公式为：
（2）
太阳时角 的公式为：
（3）
其中 为当前时间的小时， 为当前时间的分钟， 为当前时间秒， 为地球
上某一点与其所在时区 中心的经度差， 的公式为：
当经度 大于等于0，且所在时区 等于-13时：
（4）
当经度 大于等于0，且所在时区 不等于-13时：
（5）
当经度 小于0，且所在时区 等于-13时：
（6）
当经度 小于0，且所在时区 不等于-13时：
（7）
太阳俯仰角 的公式为：
（8）
太阳方位角 的公式为：
（9）
第三步 太阳位置测量模块（3）执行太阳位置测量顺序
太阳位置测量模块（2）设置天线控制器（5）的运行参数；测量太阳位置时天线使用立体扫描模式，以太阳理论位置为中心点，对此点的方位角减去2°得到方位上的起始值，对此点的方位角加2°得到方位上的终止值，对此点的俯仰角减2°得到俯仰上的起始值，对此点的俯仰角加2°得到俯仰上的终止值，所得方位和俯仰角度范围内的区域作为扫描范围，在方位和俯仰上按角度从小到大的顺序扫描，设置方位扫描速度为每秒0.1°，俯仰步进角为0.2°；天线控制器（5）的运行参数设置完成后保存在工业控制计算机（1）上；
太阳位置测量模块（3）先将方位、俯仰上的起始值作为定位模式参数通过串行通信接口（9）发送给天线控制器（5），天线控制器（5）将天线定位到扫描范围的起始位置，接着太阳位置测量模块（3）将用于太阳位置测量的雷达工作参数通过PCI总线（7）传送给信号处理器（6），将天线立体扫描参数通过串行通信接口（9）发送给天线控制器（5），天线控制器（5）收到天线立体扫描参数后开始立体扫描，同时信号处理器（6）对大气噪声采样信号进行信号处理，太阳位置测量模块（3）连续采集天线控制器（5）输出的天线方位角、俯仰角数据和信号处理器（6）输出的大气噪声处理信号，与采集时刻的时间信息打包形成一组测量数据，保存到工业控制计算机（1）上；同时，太阳位置测量模块（3）检查每组数据中天线的方位角和俯仰角，判断方位角和俯仰角是否又回到起始位置，如果没有回到起始位置，则太阳位置测量模块（3）继续采集和保存测量数据；如果又回到起始位置，则太阳位置测量模块（3）停止数据采集，通过串行通信接口（9）向天线控制器（5）发送停止扫描指令，天线控制器（5）控制天线停止转动，太阳位置测量顺序执行过程结束；
第四步 天线角度处理模块（4）标校天线角度
天线角度处理模块（4）读取保存在工业控制计算机（1）上的采集数据，对大气噪声数据进行排序，搜索出大气噪声最大的那一组数据，即为太阳噪声数据；当测量过程中太阳位置又发生了变化时，利用太阳噪声数据的记录时间再确定一次太阳理论位置，按重新确定的太阳俯仰角 和方位角 ，与这一时刻采集到的天线俯仰角 和方位角 进行
比较，得到天线角度的俯仰误差 和方位误差 ，计算公式如下：
（10）
（11）
如果误差绝对值小于0.005°，认为天线角度误差在允许范围内；否则，用 作为天线定位模式的俯仰角参数， 作为天线定位模式的方位角参数，如果 小于零，则将加上360度，天线角度处理模块（4）通过串行通信接口（9）向天线控制器（5）发送定位模式参数，天线控制器（5）将天线定位到俯仰角为 、方位角为 的位置上，然后天线角度处理模块（4）通过串行通信接口（9）向天线控制器（5）发送校零指令，天线控制器（5）进行天线角度标校，以当前位置作为雷达天线俯仰角和方位角的零点；
至此，实现了毫米波气象雷达的天线角度标校。
一种毫米波气象雷达天线角度标校方法
技术领域
背景技术
发明内容
天线角度标校平台，包括：工业控制计算机、太阳理论位置确定模块、太阳位置测量模块、天线角度处理模块、天线控制器、信号处理器，其中工业控制计算机包括：PCI总线、共享内存和串行通信接口。
、纬度 参数，结合当前日期、时间和雷达天线所在的经度 、纬度 参数，依据地球与太阳的天体运动规律和公历得到太阳赤纬 、时差 和时角 ，进而得到此时太阳在地球表面的理论位置，即与地平面的夹角俯仰角 和与地理北极的夹角方位角 。
号， 为： ，其中 为当前
年份， 为取整函数。
太阳时角 的公式为：
（3）
其中 为当前时间的小时， 为当前时间的分钟， 为当前时间秒， 为地球上某一点与其所在时区 中心的经度差， 的公式为：
当经度 大于等于0，且所在时区 等于-13时：
（4）
当经度 大于等于0，且所在时区 不等于-13时：
（5）
当经度 小于0，且所在时区 等于-13时：
（6）
当经度 小于0，且所在时区 不等于-13时：
（7）
太阳俯仰角 的公式为：
（8）
太阳方位角 的公式为：
（9）
第三步 太阳位置测量模块执行太阳位置测量顺序
太阳位置测量模块设置天线控制器的运行参数。测量太阳位置时天线使用立体扫描模式，以太阳理论位置为中心点，对此点的方位角减去2°得到方位上的起始值，对此点的方位角加2°得到方位上的终止值，对此点的俯仰角减2°得到俯仰上的起始值，对此点的俯仰角加2°得到俯仰上的终止值，所得方位和俯仰角度范围内的区域作为扫描范围，在方位和俯仰上按角度从小到大的顺序扫描，设置方位扫描速度为每秒0.1°，俯仰步进角为
0.2°。天线控制器的运行参数设置完成后保存在工业控制计算机上。
（10）
（11）
如果误差绝对值小于0.005°，认为天线角度误差在允许范围内。否则，用 作为天线定位模式的俯仰角参数， 作为天线定位模式的方位角参数，如果 小于零，则将加上360度，天线角度处理模块通过串行通信接口向天线控制器发送定位模式参数，天线控制器将天线定位到俯仰角为 、方位角为 的位置上，然后天线角度处理模块通过串行通信接口向天线控制器发送校零指令，天线控制器进行天线角度标校，以当前位置作为雷达天线俯仰角和方位角的零点。
具体实施方式
天线角度标校平台，包括：工业控制计算机1、太阳理论位置确定模块2、太阳位置测量模块3、天线角度处理模块4、天线控制器5、信号处理器6，其中工业控制计算机1包括：PCI总线7、共享内存8和串行通信接口9。
号， 为： ，其中 为当前
年份， 为取整函数。
太阳时角 的公式为：
（3）
其中 为当前时间的小时， 为当前时间的分钟， 为当前时间秒， 为地球上某一点与其所在时区 中心的经度差， 的公式为：
当经度 大于等于0，且所在时区 等于-13时：
（4）
当经度 大于等于0，且所在时区 不等于-13时：
（5）
当经度 小于0，且所在时区 等于-13时：
（6）
当经度 小于0，且所在时区 不等于-13时：
（7）
太阳俯仰角 的公式为：
（8）
太阳方位角 的公式为：
（9）
第三步 太阳位置测量模块3执行太阳位置测量顺序
太阳位置测量模块2设置天线控制器5的运行参数。测量太阳位置时天线使用立体扫描模式，以太阳理论位置为中心点，对此点的方位角减去2°得到方位上的起始值，对此点的方位角加2°得到方位上的终止值，对此点的俯仰角减2°得到俯仰上的起始值，对此点的俯仰角加2°得到俯仰上的终止值，所得方位和俯仰角度范围内的区域作为扫描范围，在方位和俯仰上按角度从小到大的顺序扫描，设置方位扫描速度为每秒0.1°，俯仰步进角为
0.2°。天线控制器5的运行参数设置完成后保存在工业控制计算机1上。
（10）
（11）
如果误差绝对值小于0.005°，认为天线角度误差在允许范围内。否则，用 作为天线定位模式的俯仰角参数， 作为天线定位模式的方位角参数，如果 小于零，则将加上360度，天线角度处理模块4通过串行通信接口9向天线控制器5发送定位模式参数，天线控制器5将天线定位到俯仰角为 、方位角为 的位置上，然后天线角度处理模块4通过串行通信接口9向天线控制器5发送校零指令，天线控制器5进行天线角度标校，以当前位置作为雷达天线俯仰角和方位角的零点。
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