瑞利激光雷达探测大气温度廓线
雷达目标检测性能分析
雷达目标检测实例 雷达对Swerling起伏目标检测性能分析 1.雷达截面积(RCS)的涵义 2.目标RCS起伏模型 3.雷达检测概率、虚警概率推导 4.仿真结果与分析
雷达通过发射和接收电磁波来探测目标。雷达发射的电磁波打在目标上，目标会将入射电磁波向不同方向散射。其中有一部分向雷达方向散射。雷达截面积就是衡量目标反射电磁波能力的参数。
雷达截面积(Radar Cross Section, RCS)定义:22o 2 4π 4π4π4π()4πo i i P P R m P P R σ=== 返回雷达接收机单位立体角内的回波功率 入射功率密度 在远场条件下，目标处每单位入射功率密度在雷达接收机处每单位立体角内产生的反射功率乘以4π。 R 表示目标与雷达之间的距离，P o 、P i 分别为目标反射回 的总功率和雷达发射总功率
?目标RCS和目标的几何横截面是两个不同的概念?复杂目标在不同照射方向上的RCS不同 ?动目标同一方向不同时刻的RCS不同 飞机舰船 目标RCS是起伏变化的，目标RCS大小直接影响着雷达检测性能。为此，需用统计方法来描述目标RCS。基于此，分析雷达目标检测性能。
Swerling 模型是最常用的目标RCS 模型，它包括Swerling 0、I 、II 、III 、IV 五种模型。其中，Swerling 0型目标的RCS 是一个常数，金属圆球就是这类目标。Swerling Ⅰ/Ⅱ型： 1 ()exp()p σ σσσ =- 指数分布 Swerling Ⅰ：目标RCS 在一次天线波束扫描期间是完 全相关的，但本次和下一次扫描不相关（慢起伏），典型目标如前向观察的小型喷气飞机。 Swerling Ⅱ：目标RCS 在任意一次扫描中脉冲间不相关（快起伏），典型目标如大型民用客机。
浅析大气温度廓线统计特性.docx
浅析大气温度廓线统计特性 2数据源与数据分析方法 2.1数据源 全球再分析资料有多种，发展时间较长的有美国的NCEP[19]、日本的JRA[20]以及欧洲的ERA[21]等。欧洲中期天气预报中心（EuropeanCentreforMedium-RangeWeatherForecasts，ECMWF）的再分析数据由地面观测、航海观测、飞机观测、高空探测以及卫星遥感资料等多源观测数据同化构成[22]。ERA-Interim是欧洲数值预报中心发布的第三代全球大气再分析产品，该数据实现了再分析资料质量的提升[23]。目前已有众多研究人员对ERA-Interim再分析资料进行了应用，并对其可信度和适用性进行了评估，其数值预报产品的性能已经得到公认[24-28]，并被广泛用于气温、降水、海洋参数等物理量的多年变化特征分析[29-31]。ERA-Interim提供了自1979年1月1日至今覆盖全球大气的再分析资料，自20XX年10月25日开始，数据的批量下载需要安装ECMWFKEY，并使用Python脚本才可保存至本地。ERA-Interim数据分为每天四个时次（00、06、12、18UTC）的逐日资料和月平均格点资料，空间分辨率从最高0.125°×0.125°至 3.0°×3.0°共11种。除地面观测外，还提供气压层（37层）和模式层（60层）的垂直廓线资料，包含温度、比湿、臭氧混合比、涡度、散度等多个物理量。用户可根据需要选择所需区域地理范围、物理量和数据的时空分辨率，下载的数据格式有GRIB和NetCDF两种。本文分析所使用的资料是1979—20XX年共38年的ERA-Interim月平均温度格点数据
雷达生命探测仪型号
雷达生命探测 雷达生命探测仪型号:FGMOD27003+ FGMOD雷达生命探测仪是美国超视安全系统公司于2005年新近推出的一种安全救生系统。著名地球物理学家，麻省理工学院博士大卫席思(David Cist)创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域，从而为该领域带来一项革命性的新技术。基于这种新技术的安全救生系统----FGMOD雷达生命探测仪，成功地解决了多项困扰传统安全救生系统的问题，使搜救工作比以往更迅速，更精确，也更安全，是现在世界上最先进的生命探测系统。该系统的天线是美国航空航天局（NASA）指定的火星探测器两种候选雷达天线之一，是世界上最先进的探地雷达天线，能够非常敏锐地捕捉到非常微弱的运动。该产品已获得美国专利。超视安全系统公司近日内在中美日三国同步推出这个系统。
二、FGMOD雷达生命探测仪的组成 超视安全系统公司的FGMOD雷达生命探测仪移动探测系统是一个由以下主要部件组成的传感器： 一个发送超宽频信号的发送器 一个侦测接收返回信号的接收器 一台用于读入接收器的信号并进行算法处理的电脑 传感器包含了可编程的固件。传感器产生的信号通过无线传输传送给掌上电脑(PDA控制器)进行显示。传感器和控制器有各自相互独立的电源。 无线探测发射器发射器 掌上操作接收显示器 三、技术数据 无线探测发射器 尺寸：44×44×24 cm 重量：9.5 kg（包括电池） 电池：10.8V锂电池，可连续工作长达4h 废墟瓦砾中探测距离：4.6米内的呼吸活动以及6米内的移动 废墟瓦砾中探测范围：36 m2
探测角度：120°角 符合美国联邦通信委员会（FCC）认证 工作频率：270 MHz 脉冲频率范围：100-700 MHz 掌上操作显示器 PDA掌上电脑，方便携带 专业探测软件集成了上千种人体呼吸心跳模式，使探测结果更精确 当探测到幸存者时，能显示其与探测器间的距离 可对现场探测过程做数据记录 可兼容GPS全球卫星定位系统 USB接口可与电脑连接传递数据 操作系统：MS Windows Mobile 2003 for Pocket PC 四、FGMOD雷达生命探测仪的工作原理 FGMOD雷达生命探测仪实际上是一个呼吸和运动探测器。雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描.，接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理。如果被探测者保持静止，返回信号是相同的。如果目标在动，则信号有差异。通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理，就可以判断目标是否在动。 FGMOD雷达生命探测仪是通过测试被探测者的呼吸运动或者移动来工作的。由于呼吸的频率较低，一般每秒1到2次，就可以把呼吸运动和其他较高频率的运动区分开来。测移动的原理也大致是这样。超视安全系统公司的天线是美国航空航天局（NASA）指定的两种火星探测器地质雷达天线之一，能够非常敏锐地捕捉到非常微弱的运动，加上功能强大的算法处理，是安全救生部门最好的帮手。
浅谈大气探测技术
浅谈大气探测技术 摘要:大气探测是利用各种探测手段对大气中的物理过程和物理现象及气象要素等进行观测、探 测并使用不同的载体记录下来。大气探测所获取的气象记录、资料是进行天气预报、气候分析、 气象科学研究和为各行各业服务的基础。近年来，随着自然科学与技术的进步，国际气象探测 技术也取得了显著的发展。本文在此阐述了以下几种探测技术。. 关键词: 大气探测技术气象探测. 大气探测又称气象观测，是对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈（陆面）、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，并大气探测对获得的记录进行整理的过程。气象观测是气象科学的重要分支,它将基础理论与现代科学技术相结合，形成多学科交叉融合的独立学科，处于大气科学发展的前沿。气象观测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及气象服务、科学研究的基础，是推动气象科学发展的源动力。发展一体化的气象综合观测业务是气象事业发展的关键。 大气探测主要包括：地面观测、高空探测、特种观测和遥感探测等。 1、地面气象观测主要是对近地层范围内的气象要素进行观察和测定，大气探测主要观测的项目有：气温（离地1.5米高处，百叶箱内的气温）、地温、湿度、气压、风（包括风向风速）、云、天气现象、能见度、降水、蒸发量、日照时数、太阳辐射等。 2、高空气象探测一般是用探空气球携带探空仪器升空进行，可测得不同高度的大气温度、湿度、气压，并以无线电信号发送回地面。利用地面的雷达系统跟踪探空仪的位移还可测得不同高度的风（风向、风速）。 3、特种观测主要包括大气本底观测、酸雨观测、臭氧观测、紫外线观测等。遥感气象探测主要是利用气象卫星、雷达等设备进行气象要素探测。 下面介绍三种具体的大气探测技术： 一、利用微波折射率仪探测 探测对流层中大气时，折射率仪是众多测试手段中的唯一一种直接测量大气折射率的设备。它的研制可上溯到40年代。历史上有以谐振腔为传感器和以电容为传感器的两类折射率仪。后者虽重量轻，但其精度相对较低。目前常用的是前一种。以谐振腔测量空气折射率的原理是，通过测量谐振腔内空气折射率变化δN引起的谐振频率f的变化量盯来得到空气折射率N。δN=-δf/f。典型的仪器是3公分微波折射率仪，这种仪器的特点是测量精度高、响应速度快，其测量精度一般都达到IN单位，采样速度可在100次/秒以上。仪器稳定度可达士10-7/℃。采样腔的开口部分使折射率仪能够瞬间响应空气的折射率变化。它在雷达定位等系统的工作中是大气结构精确测定的必需设备。目前美国、前苏联、英国、法国、日本、印度等国都拥有微波折射率仪，并且在评价大气对雷达系统和通信系统的影响中，一直进行机载测量。
NOAAAMSU遥感探测大气温度廓线
NOAA/AMSU遥感探测大气温度廓线 王静 中国海洋大学海洋遥感教育部重点实验室，山东青岛（266100） E-mail：wangjing@https://www.360docs.net/doc/bf5063275.html, 摘要：本文选用最小方差物理反演算法对NOAA/AMSU (Advanced Microwave Sounding Unit）探测资料进行大气温度垂直廓线的反演。通过反演试验结果表明：该算法具有较好的反演精度和适应能力，尤其是在对流层中上层区域。可望投入业务试运行。 关键词：最小方差算法，大气温度垂直廓线，先进的微波探测器（AMSU） 1. 引言 大气参数的反演是一个较为复杂而又颇受重视的数学物理问题，目前具有代表性的大气参数反演算法主要有：Smith和Woolf（1985）[1]提出的同步物理反演方法（SPRM），该方法的特点是考虑了气温和水汽的相互作用，求解大气遥感方程，同时反演出和亮温通道有关的温、湿廓线以及地面气温，因此，又称多参数遥感方法；Rodgers（1976）[2]提出的最小方差算法，在该算法中采用一个矩阵H来对反演进行控制，目前美国威斯康星大学的IAPP反演软件包中采用为该算法；Goldberg和Mcmillin（1997）提出的分布物理反演方法，该算法首先采用统计方法得到初估场，在此基础上用最小方差法求解线性化了的辐射传递方程依次反演出大气的各种参数，该算法是目前NOAA/NESDIS业务上采用的方法；LeiShi （2001）[3] 采用神经网络方法反演大气的温度、湿度廓线；曾庆存（1974）[4] 在总结国内外大气红外遥感及反演研究成果的基础上，发展了一整套关于解决不稳定反演问题的理论方法，并提出了一种迭代算法；李俊在此基础上又提出了该方法的一种变形迭代算法，并于1997年采用牛顿非线性迭代法对晴空和有云时大气红外遥感及其反演问题进行了研究和试验[5，6，7，8]；国家卫星气象中心（1999）[9，10]根据中国地形特征和探空站的分布情况对SPRM方法进行了改进称为改进的同步物理反演方法（ISPRM）；魏应植（2005）[11]等采用约束回归反演方法对AMSU进行了温度反演并对其在台风中的应用进行了研究。在各种反演方法中，以最小方差算法在实际问题中应用的较为广泛。 本文尝试使用最小方差物理反演算法的思路对NOAA卫星的AMSU-A资料做反演。首先根据统计回归算法得到大气温度廓线的初始猜值，利用一阶变分原理从辐射传递方程中得到大气温度权重函数的解析形式，然后采用最小方差算法求解大气辐射传输方程得到大气表层温度和大气温度廓线。 2. 卫星仪器及辐射传输模式 AMSU是美国NOAA系列极轨业务气象卫星上的先进的微波探测器，由AMSU-A、AMSU-B两部分组成。AMSU-A有15个探测通道，主要用于探测大气垂直温度分布和地表特征，星下点空间分辨率为48km；AMSU-B有5个探测通道，主要用于探测大气中水汽垂直分布和降水特征，星下点空间分辨率为16km。自从1998年3月首个AMSU探测器投入应用以来，由于微波具有穿透云的能力，AMSU卫星探测资料得到了广泛地应用，其中最重要的应用领域为热带气旋预报业务。 无散射、局地热力平衡的平行平面大气条件下，卫星探测器接收到的辐射量可以表示为：
雷达生命探测仪
生命探测仪 之雷达生命探测仪原理及其应用 生命探测仪是借着感应人体所发出超低频电波产生之电场(由心脏产生)来 找到"活人"的位置。配备特殊电波过滤器可将其它动物，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使生命探测仪只会感应到人类所发出的频率产生之电场。仪器配备两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离20公尺。人体发出的超低频电场可穿过钢筋混凝墙、钢板。仪器在碰到上述障碍物时，侦测距离会减少，但只要操作者向前靠近侦测地点，仍可精准地找到欲搜寻的人体目标。 一、生命探测仪的种类： 目前所知的生命探测仪按原理结构可分为：雷达波探测器、视频探测器、音频探测器等。 1.音频探测器： ①.声波音频探测器 原理:通过获取在空气中传播的微弱声波并放大信号来探测目标。 ②.震动波音频探测器 原理:通过震动探头拾取并放大地面传来的震动波来探测目标 两者的共同特点就是：价格较低，比较简单易用。 局限性：现场需要有一定的孔洞和裂隙才能伸入探测设备；或只适用于浅表层、大空间的探测；在下雨或有消防用水的情况下会受到一定的环境干扰。 2.视频探测器 原理:利用可见光或非可见光，通过CCD传感器摄像转送到显示屏成像。 有视频形象化，直观简单、易用、价廉 一般在使用中需要线缆传输音频信号，或缝隙孔洞。 3.雷达波生命探测仪 原理:由雷达天线定向集中地发射电磁波，该电磁波能穿透混凝土墙壁、碎石瓦砾等，与人体接触后反射并产生变化。由于这种变化受人的身体活动、呼吸甚至心跳活动的影响，反射后变化了的电磁波被接收器接收，经过过滤背景干扰，某些特有的波谱经计算机软件分析处理，在显示屏显示。 特点：具有易携带、移动快、无需与物体接触的特点，无需由孔洞、裂隙等进入，可在被各种物质隔离覆盖的情况下探测到被困者。 二、雷达生命探测仪具体原理： 无线探测发射器首先发射雷达波，雷达波可穿透普通的建筑墙体和碎石等材料，到达最远6米的被测目标。目标物的移动或呼吸心跳等使雷达波产生一定的改变，并把变化后的雷达波通过天线发送回掌上电脑上。经过电脑内专业软件的数据处理，得出相应的波形图及信号显示，从而判断被测范围内是否有幸存人员。 在操作该探测雷达时，要确保掌上电脑与无线探测发射器之间的距离在 1.5-15米范围内，并保证在距探测器天线6.1米的范围内没有其他可疑的移动。该设备通常能够在3分钟之内在有效空间范围内完成搜寻，并进一步定位被困人员。
雷达性能优势及参数
仪器性能 1．博泰克RIS雷达的优势： 1. 航天技术，品质极高：制造商意大利IDS公司是一家包括导航雷达部，探地雷达 部等相关产品的著名厂家，其设计宗旨就是潜心研究出优于普通雷达设备的实用型探测系统，产品技术更新快； 2. 模块式设计配置灵活，硬件升级自如； ·博泰克RIS主机可与本公司所有天线兼容，用户可按需选配，极大地节约了成本·已购买单通道主机用户，如需使用多通道主机，可由单通道升级为四通道，避免 了重复投资 ·天线可根据需要由单天线升级为精度更高和速度更快的天线阵 3. 雷达天线屏蔽效果好（军工级屏蔽），精度和分辨率很高，带绘图系统的测量轮可精 确定位目标，多极数据使得目标形状识别及环境识别更加精确； 4. 雷达主机、天线和电池的体积小、重量轻、稳定性高，单人操作，遥控操作，自动设 置；防水、防尘和抗震性能好，能适应各种恶劣的工作环境（隧道、井下等）；具有极高的发射速率和扫描速度，完全满足公路快速检测的要求； 5. 独有的天线阵设计使雷达探测技术登上了一个新台阶：有专门的公路及隧道检测天线 阵(600+1600MHz) ，最大探测速度可达80Km/h，探测深度为1.5-2米，一次就可以完成面层、基层等的精确分层检测和空洞、裂隙、软弱带等路基检测的要求；根据需要，还可以在该天线阵的基础上增加100MHz等更低频率的天线，以满足更深的探测要求； 6. 雷达主机独有的远程调控功能，通过此功能，国外雷达专家可以随时对雷达系统进行 调试和维护； 7. 后期处理软件实用方便，功能强大： 其公路与隧道分析软件LAYERING可以自动处理雷达数据、自动(手动)追踪层面、自动绘制厚度图、自动在雷达图上标明取芯结果、自动生成厚度报表、直接在雷达图上标注缺陷并打印等； 自动物性分类软件SUBREM可以由检测雷达的雷达图，自动对路基、隧道等做分 类分析，指出路基的软弱带、高含水区、衬砌后的围岩情况等等，是目前世界上唯一有此功能的雷达处理软件； 8.RIS雷达系统采集到的数据可以直接和地理信息系统相连接，实现信息化管理，方便 的实现查询、修改、输入、输出等功能，是目前唯一具有此功能的雷达系统； 9. 在世界雷达比武上，博泰克RIS雷达以探测速度最快（唯一在规定时间内完成全部 探测任务），分辨率和精度最高（探测目标数量多），唯一现场绘制出被探测物的三
如何从grib文件中提取温度、相对湿度廓线
整理BY junewu@https://www.360docs.net/doc/bf5063275.html, 2009 一、GRIB数据的获取 相关气象资料的获取可以参考如下网站： https://www.360docs.net/doc/bf5063275.html,/article/2009-07/133.html 现在用到的主要是来自ucar的NCEP再分析资料。链接如下： https://www.360docs.net/doc/bf5063275.html,/datasets/ds083.2/ 数据获取步骤如下： 1.打开上述网页，如图 2.在该页面的下部，有一个“Data Access”，单击： 3.进入如下页面，该页面上提供了两种访问方式，任选其一即可（这里选用第二种方式，即Internet Download：
4.后续页面还是询问获取方式，任选其一（这里选Static List）： 5.后续页面上列出了可获取的两种格式（都是6小时间隔的再分析资料，分Grib1和Grib2两种格式，这里我们使用Grib1格式）： 后续页面上选择2009年的数据：
后续页面上列出了整个2009年的再分析数据，找到所需日期和时间（每天4组，6小时间隔），下载即可： 二、GRIB数据的转换
必备工具：包括Ultra Edit、WinRAR、Grads(Win32版本)等； 下载下来的数据文件是tar格式的压缩文件，用winrar将其解压到一个文件夹，可以看到里面的grib文件： 将解压获得的grib文件（这里为fnl_20091004_00_00_c）拷贝到Grads安装目录的win32e 文件夹下，打开grads，输入如下命令行： 这时文件夹下就生成了20091004_00_00_c.ctl，可以用Ultra Edit打开，查看其内容。该文件的内容主要是对数据字段的定义等。该文件还不能直接使用，要先转换成Unix格式才能继续。 利用Ultra Edit，文件->转换->DOS到UNIX，转换ctl的编码方式，然后保存。 UltraEdit默认的“文件”菜单中可能没有这个转换项，需要自己配置一下，如图：
激光雷达基础知识
什么是色散呢？ 当光纤的输入端光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时域上的展宽，这种现象即为色散。以单模光纤中的色散现象为例，如下图所示： 如何消除色度色散对DWDM系统的影响： 对于DWDM系统，由于系统主要应用于1550nm窗口，如果使用G.652光纤，需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤（DCF），对色散进行补偿，降低整个传输线路的总色散。 光的衍射 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射（Diffraction of light）。 光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
物理学中，干涉（interference）是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。 光的干涉 光的干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。定义：两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象，证实了光具有波动性。 两束光发生干涉后，干涉条纹的光强分布与两束光的光程差/相位差有关：当相位差为周期的整数倍时光强最大；当相位差为半周期的奇数倍时光强最小。从光强最大值和最小值的和差值可以定义干涉可见度作为干涉条纹清晰度的量度。 只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。 大气气溶胶 大气气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。雾、烟、霾等都是天然或人为原因造成的大气气溶胶。 大气气溶胶是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称，粒子的空气动力学直径多在0.001～100μm之间,非常之轻,足以悬浮于空气之中，当前主要包括6 大类7种气溶胶粒子，即：沙尘气溶胶、碳气溶胶（黑碳和有机碳气溶胶）、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。 散射特性：气溶胶质点能发生光的散射，这是使天空成为蓝色，太阳落山时成为红色的原因。 多普勒频移 当移动台以恒定的速率沿某一方向移动时，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化称为多普勒频移。 多普勒效应造成的发射和接收的频率之差称为多普勒频移。它揭示了波的属性在运动中发生变化的规律。 主要内容为：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移blue shift）。多普勒频移，当运动在波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移red shift）。 多普勒频移及信号幅度的变化等如图所示。当火车迎面驶来时，鸣笛声的波长被压缩（如图2右侧波形变化所示），频率变高，因而声音听起来尖利刺耳。当火车远离时，声音波长就被拉长（如图2左侧波形变化所示），频率变低，从而使得声音听起来减缓且低沉。
生命探测仪
四川汶川地震救灾中使用的声波生命探测仪是利用声波传递____生命信息__的一种救援方式声波生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音。人类有两只耳朵，这种仪器却有3至6个耳朵。它的耳朵叫做“拾振器”， 也叫振动传感器。它能根据各个耳朵听到声音先后的微小差异来判断幸存者的具体位置。如果幸存者已经不能说话，只要用手指轻 轻敲击，发出微小的声响，也能够被它听到。即便被埋压人困在一块相当严实的大面积水泥楼板下，只要心脏还有微弱的颤动， 探测仪也能感觉出来，于是救援队员可以确定废墟下是否有人活着。 生命探测仪的种类 根据不同的原理分为光学生命探测仪、热红外生命探测仪和声波生命探测仪。 生命探测仪是借着感应人体所发出超低频电波产生之电场(由心脏产生)来找到"活人"的位置。配备特殊电波过滤器可将其它动物 ，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使生命探测仪只会感应到人类所发出的频率产生之电场。仪器配备 两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离20公尺。人体发出的超低频电场可穿过钢筋混凝墙、钢板。仪器在 碰到上述障碍物时，侦测距离会减少，但只要操作者向前靠近侦测地点，仍可精准地找到欲搜寻的人体目标。 本仪器目标锁定功能在侦测到人体发出超低频产生之电场后，侦测杆会自动锁定此电场,人体移动时，侦测杆也会跟着移动。 另配备镭射光点，提供操作者寻找侦测杆方向。 生命探测仪是借着感应人体所发出超低频电波产生之电场(由心脏产生)来找到“活人”的位置。配备特殊电波过滤器可将其它动 物，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使生命探测仪只会感应到人类所发出的频率产生之电场。仪器配 备两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离20公尺。人体发出的超低频电场可穿过钢筋混凝墙、钢板。仪器 在碰到上述障碍物时，侦测距离会减少，但只要操作者向前靠近侦测地点，仍可精准地找到欲搜寻的人体目标。 目前所知的生命探测仪按原理结构可分为：雷达波探测器、视频探测器、音频探测器等，分别对比如下： 一、音频探测器： 1.声波音频探测器 原理:通过获取在空气中传播的微弱声波并放大信号来探测目标 2.震动波音频探测器
(完整版)大气科学练习题及答案..
一、地球大气的成分及分布 1、现代地球大气的主要成分是（C） A、H2、He和CO B、CO2、CH4、NH3和H2O C、N2和O2 2、已知气压为p（hPa），气温为t（℃）时：试求该干空气的密度ρd（kg/m3）的表达式；试求相同温压条件下，水汽压为e（hPa）的湿空气密度ρ（kg/m3）的表达式。 3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%，其中含有较多水汽的是（C） A、相对湿度为36%的气团 B、相对湿度为78%的气团 C、条件不足，无法确定 4、未饱和湿空气块绝热抬升，下列湿度参量中随之增大的是（B） A、露点温度 B、相对湿度 C、比湿 D、水汽压 5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等 6、已知湿空气气温为t(℃)，比湿为q(g/kg)，其虚温的表达式为 7、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（D）P20 A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的 B、对流层大气中发生的光化学反应 C、雷暴闪电、有机物氧化生成 D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。 8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？答：除水汽以外的纯净大气即是干结大气。 主要成分、微量成分、痕量成分 9、已知某气块的温度为15℃，气压为1015hPa，混合比为0.01g/g，求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。
10、（B）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分 A、惰性气体 B、水汽 C、臭氧 D、气溶胶 11、气溶胶粒子也称为大气粒子。按尺度大小分为三类，不包括以下哪类（A） A、小核（r<0.1） B、大核（0.1
新一代天气雷达观测规定(第二版)
新一代天气雷达观测规定 (第二版) 综合观测司 二○一八年十二月
第一章总则 第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。 第二章岗位要求与职责 第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。 第五条新一代天气雷达观测人员主要职责: （一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。 （二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。 （四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。 （五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。 (六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。 第三章探测环境与保护 第六条雷达站址环境及相关要求如下： （一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡仰角不应大于1?，孤立遮挡方位角不应大于1?，且总的遮挡方位角不应大于5?，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。 （二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。 （三）建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站上空1千米高度和海拔3千米、6千米高度的等射束高度图，观测环境发生变化时应重新绘制遮挡角分布图、等射束高度图，并上报上级业务主管部门。 （四）应采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准，确定雷达天线馈源的经度、纬度、海拔高度，并作为雷达位臵报上级业务主管部门。经、纬度误差应小于1秒，海
1多普勒天气雷达原理与应用
第六部分多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下，雷达气象方程为： 其中Pr表示雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表示水平和垂直波宽，λ表示雷达波长，K表示与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax）以外时，会发生距离折叠。换句
雷达生命探测仪讲解
各位尊敬的领导、同志们，大家好： 今天由我给大家带来雷达生命探测仪的科普讲解。 不知道（在座的）有多少人曾经历过地震？我的老家在汉中，离汶川只有三百多公里，十年前的这个时候，我曾经亲眼见到武警消防官兵们从废墟中挖出过被困了几天几夜的伤员，他们面如死灰，双唇紧闭。震撼之余，我心中也有一丝好奇，那些武警战士们到底有什么神通能在能在一片狼藉之下发现被埋的奄奄一息、不能呼救的的人呢？后来我在看新闻的时候注意到武警战士的手中提着的那个神秘的黑盒子——雷达生命探测仪。直到多年以后，我也成为了一名光荣的地质灾害应急工作者，我才得以一窥那个黑盒子的全貌。 雷达生命探测仪顾名思义是一种救援设备，目的就是为了在地震、坍塌、建筑物倒塌时来搜救幸存人员，甚至被安检用来检查偷渡人员。他的同门师兄弟有靠声波定位的音频探测仪、靠热感应定位的红外线探测仪等。但为什么雷达生命探测仪被称作是最先进的生命探测仪呢？ 问大家一个问题，如何判断一个人还活着？看他还有还有呼吸？看他胸口是否还能起伏？比较粗暴的同志或者会干脆扇他两耳光看他有没有反应。 可如果这个人是在几米，甚至是几十米以下的废墟里呢？你的方法还管用么？ 雷达生命探测仪是一款综合了微功率超宽带雷达技术与生
物医学工程技术研制而成的高科技救生设备。它的工作原理是基于人体运动在雷达回波上产生的多普勒效应来进行分析判断废墟内有无生命体存在以及生命体得具体位置信息。听起来很高大上，那让我们回到刚才的问题，雷达生命探测仪判断废墟下还有没有活人的依据，就是从医学上来讲看他的心脏是否跳动。只要人的心脏还跳，雷达生命探测仪就会感应到由心脏产生超低频电波产生的电场来找到"活人"的位置。 雷达生命探测仪所依赖的电磁波穿透力强，不像音频探测仪的声波会受到倒塌楼板水泥的阻隔；并且他还有一个独一无二的优点，热感应探测仪会被其它发热物体干扰，而雷达生命探测仪配备特殊电波过滤器可将其它动物，诸如狗、猫等不同于人类的频率加以过滤去除，使生命探测仪只会感应到人类所发出的频率产生的电场。 雷达生命探测仪，用科技点亮了生的希望。我在这里也衷心祝愿祖国的科技事业蒸蒸日上，用更精良的科技设备在抢险救灾中挽救更多人的生命！谢谢大家。
激光雷达回波信号仿真模拟
激光雷达回波信号仿真模拟研究 摘要 关键字 第一章绪论 第一节引言 激光雷达（Lidar：Li ght D etection A nd R anging），是一种用激光器作为辐射源的雷达，是激光技术与雷达技术完美结合的产物。激光雷达的最基本的工作原理与我们常见的普通雷达基本一致，即由发射系统发射一个信号，信号到达作用目标后会产生一个回波信号，我们将回波信号经过收集处理后，就可以获得所需要的信息。与普通雷达不同的是，激光雷达的发射信号是激光而普通雷达发射的信号是无线电波，两者在波长上相比，激光信号要短的多。由于激光的高频单色光的特性，激光雷达具有了许多普通雷达无法比拟的特点，比如分辨率高，测量、追踪精度高，抗电子干扰能力强，能够获得目标的多种图像，等等。因此，利用激光雷达对大气进行监测，收集、分析数据，建立一个大气环境预测理论模型，这将会成为研究气候变化和寻求解决对策的一项重要武器。 第二节本文的选题意义 由于投入巨大，在研制激光雷达实物之前，我们需要进行模拟与仿真研究，预测即将研制的激光雷达的各性能指标，评价总体方案的可行性。激光雷达回拨信号仿真模拟就是利用现代仿真技术，逼真的复现雷达回波信号的动态过程，它是现代计算机技术、数字模拟技术和激光雷达技术相结合的产物。仿真模拟的对象是激光雷达的探测没标以及它所处的环境，模拟的手段是利用计算机和相关设备以及相关程序，模拟的方式是复现包含着激光雷达目标和目标环境信息的雷达信号。通过激光雷达回波信号的仿真模拟，进而产生回波信号，我们可以在实际雷达系统前端不具备条件的情况下，对激光雷达系统的后级设备进行调试。 第三节本文的研究思路和结构安排 本文主要研究面向气象服务应用的大气激光雷达。笔者在熟悉激光雷达的基本工作原理的前提下，学习和熟悉各种参数对大气回波能量的影响，进而学习和掌握matlab编程语言，并且根据给定的激光雷达系统参数、大气参数和光学参数，以激光雷达方程为基础，通过仿真模拟得到理想状态下的大气回波信号。但是，在实际测量工作中，由于大气中的各种干扰，我们获得的回波信号并不和理想状态下的大气回波信号一致，因此，在本文的后期工作中，笔者根据已有的大量激光雷达实测信号与模拟信号对比，既能验证仿真模拟结果的准确性，又能应用于激光雷达的性能指标等方面的分析上，具有比较高的实际应用价值。 第二章激光雷达的原理 第一节激光雷达系统 一个标准的激光雷达系统应该包含以下部件：激光器、发射系统、接收系统、光学系统、信号处理系统以及显示系统。它的工作原理图我们可以用下图表示：
AIRS资料反演大气温度廓线的通道选择研究
第29卷 第4期气象科学 Vol .29,No .4 2009年8月 SC I ENTI A METEOROLOGI CA SIN I CA Aug .,2009 张水平.A I RS 资料反演大气温度廓线的通道选择研究.气象科学,2009,29(4):4752481 A I RS 资料反演大气温度廓线的通道选择研究 张水平 1,2 (1南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京210046) (2解放军理工大学气象学院,南京211101) 摘 要 通过引入信息容量的概念,给出了一种对高光谱大气探测资料所包含各种大气参数有效信息进行描述的方法;然后以信息容量为指标,设计了利用“逐次吸收法”进行通道选择的计 算方案;最后针对利用大气红外探测器(A I RS A t m os pheric I nfrared Sounder )探测资料反演大气温度廓线进行了通道选择试验。从将本文试验选择结果与NAS A (Nati onal Aer onautics and Space Ad 2m inistrati on )DAAC (D istributed Active A rchive Center )进行A I RS 产品反演时所使用通道进行比较的结果表明,利用信息容量为指标,并按照“逐次吸收法”进行通道选择是可行的。关键词 高光谱大气探测资料 通道选择 信息容量 逐次吸收法 分类号 P412 文献标识码 A 收稿日期:2008211203;修改稿日期:2009201210 第一作者简介:张水平(19752),男,湖北罗田,博士生,讲师,主要从事气象卫星遥感研究 Hyperspectral at mospheri c soundi n g i n for mati on channel selecti on study Zhang Shu i p i n g 1,2 (1Key L aboratory of V irtual Geographic Environm ent ,MO E,N anjing N or m al U niversity,N anjing 210046,China ) (2Institute of M eteorology,PLA U niversity of Science and Technology,N anjing 211101,China ) Abstract By intr oducing the concep t of inf or mati on content,an app r oach of describing the effective infor mati on of different at m os pheric para meters contained in at m os pheric s ounding data of high s pectral res oluti on is given in the paper firstly .And then a “successive abs or p ti on ”method f or channel selecti on which uses the infor mati on content as the op ti m al index is designed .A t last,a channel selecti on experi 2ment f or the retrieval of te mperature is carried out .Compared with the channels used in the retrieving of A I RS p r oducts in NAS A DAAC,the result of the experi m ent shows that the “successive abs or p ti on ”method based on inf or mati on content is competent f or channel selecti on . Key words H igh s pectral res oluti on at m os pheric s ounding data Channel selecti on I nf or mati on content Successive abs or p ti on method 引 言 1970s 末,美国国家海洋大气局NOAA 极轨气 象卫星装载的泰罗斯业务垂直探测器T OVS (包括 H I RS:the H igh Res oluti on I nfrared Sounder 和MS U:the M icr owave Sounding Unit )仪器套装开始为业务天气预报提供温度、湿度廓线资料。目前T OVS 仪 器的改进型AT OVS (Advanced T OVS,包括红外探测 器H I RS 与两个微波探测器AMS U 2A:Advanced M i 2cr owave Sounding Unit A 及AMS U 2B:Advanced M i 2cr owave Sounding Unit B )探测资料在业务天气预报中已起着重要的作用。 近年来,为了进一步满足业务预报对遥感的要求,国外于1990s 初开始进行红外高光谱分辨率大
生命探测技术的原理及现状
生命探测技术的原理及现状 从上个世纪开始，陆续有国家开始进行生命探测技术的研究。一般说来，生命探测仪是根据电磁波、声波、光波等物理学原理，通过专用的传感器将物理信号转换电信号，再经过过滤放大后，输出可视或可听信号，组成的能搜索、探测、寻找生命的仪器设备[1]。 生命探测仪按探测功能分类，可分为直接生命探测仪、间接生命探测仪；按探测方法分类可分为有源生命探测仪、无源生命探测仪；按探测环境分为陆地探测、水下探测生命探测仪等。 在探测仪研究方面，美国与德国的起步较早，发展较为全面和系统。日本岛国因为是地震灾害的多发国，其针对地震救援的探测技术发展较为迅速。俄罗斯的技术也较为先进。我国从2000年后才逐步加大了这个方面的研究，目前也只是处于起步阶段。 1音、视频生命探测仪 音频生命探测仪应用了音频声波的基本原理。被困者呻吟、呼喊、爬动、敲打等发出音频声波或震动波，被高敏感度的传感器探头接收、过滤、放大，可以直接被救援者收听[2][3]。 音频生命探测仪现已发展到第四代产品。世界上已有美国、英国、法国、日本、新加坡、以色列等10多个国家的消防救援人员，正在使用音频生命探测器寻找被困的生命。如美国的80M287612迷你型音频生命探测仪，探测频率为1~3000Hz，可同时接收2个传感器信息，同时波谱显示两个传感器信息，并且配备了小型对讲机，能与被困者直接对话。在市场上较多使用的是法国产的音频生命探测仪。如图1.1所示，该仪器通过两个极灵敏的音频震动探测仪，能够识别在空气或固体中传播的微小震动，适合搜寻被困在混凝土、瓦砾或者其他固体下的幸存者，并可通过音频传输系统与被掩埋的人员建立联系。仪器使用两个音频滤波器，可以将周围的背景噪音做过滤处理，能够有效屏蔽来自救援现场的重型卡车或者其他重型机械所产生的噪音。 由于音频生命探测仪是一种被动接收音频声波的仪器，因此，该类型探测仪存在一定的局限性，容易受到现场噪音的影响，探测速度较慢。视频生命探测主要是利用摄像头进行可视性探测，可简单地理解为“胃镜”，通过探头伸入灾害现场细小缝隙，可以直观地发现被困人员[1]。由于成像单元的像素高低、探头的直径大小、探杆长度、探头能否转动的不同，适用的范围不一样，价格也不一样。 救援所用的视频类生命探测仪，大都是法国产全视视频生命探测仪。该探测仪坚固轻便，非常合适倒塌建筑物或狭窄空间的救援搜寻作业。仪器通过高清晰视频信号，向救援人员提供废墟下被困者信息。其灵敏的0.1LUX专业摄像头，可在完全黑暗的环境下迅速捕捉2m 远的清晰画面，镜头可360度旋转。仪器配有三方通话系统，可通过翻译人员有效安抚被困者。我国在音视频结合方面起步晚，但善于学习外国先进技术，其自主研发的DVL-360全角度音视频生命探测器，性能也比较好，价格要比国外产品便宜，实物如图1.2所示。 DVL-360全角度音视频生命探测仪外观小巧、适合在倒塌建筑物或狭窄空间的救援搜寻作业。探测仪通过高清晰视频和音频信号，探听到废墟下的受害者信息，并建立视听联系。使用方便，直观。音频探测使用高灵敏度音频采集系统，探测范围12m2。视频探测范围在全黑暗条件下，探头可360o旋转。该仪器充电电池可连续使用4小时以上。 视频生命探测仪必须要求现场有或大或小的孔洞、裂缝等，才能将探头伸入观察到内部的情况，光纤探头容易被泥土等污染而造成图像不清，因此在使用中也受到一定的限制。视频生命探测仪多与音频生命探测制成一体，综合使用，效率比较差，一般只用于确定已发现幸存者的具体位置情况。 2红外生命探测仪 红外生命探测仪能经受住救援现场的恶劣条件，探测出遇难者身体的热量，利用红外探测器、光学成像物镜将红外辐射能转换成电信号，经处理后通过电视屏或监测器显示红外热