中国气象局风廓线雷达系统建设指南

中国气象局风廓线雷达系统建设指南中国气象局监测网络司中国气象局大气探测技术中心2007年1月编制说明风廓线雷达是以晴空湍流作为探测目标，利用大气湍流对电磁波的散射作用，遥感探测风速的设备。配备声探测功能的风廓线雷达（RASS—RadioAcousticSoundingSystem）还可以通过电波和声波的相互作用遥感大气温度。它具有观测频次多、连续获取资料、自动化程度高、业务运行成本低等优势，是加强对灾害性天气监测的能力和提高短期数值天气预报模式质量的重要手段。我国风廓线雷达技术最早开发于八十年代末，近年来一些单位相继研制成功对流层、边界层风廓线雷达，投入科学试验和业务试用。目前风廓线雷达技术已趋于成熟，我国已具有组建适宜气象业务需求的风廓线雷达专业网的能力。为了加强对全国气象部门进行风廓线雷达站建设的指导，在监测网络司的领导下，由大气探测技术中心组织编制了《风廓线雷达系统建设指南》，为全国气象部门建设风廓线雷达站提供依据。前言本《指南》是根据现阶段和今后一段时期内中国气象局采用风廓线雷达技术而制定的。内容涉及风廓线雷达系统及其配套设施的建设。本《指南》由中国气象局提出并归口。本《指南》由中国气象局大气探测技术中心负责起草。本《指南》由中国气象局负责解释。目录1适用范围............................................................................................................................52主要依据............................................................................................................................53建设内容............................................................................................................................54选址要求............................................................................................................................64.1场地要求....................................................................................................................64.2无线电环境要求....................................................................................................64.3安全环境............................................................................................................74.4架设场地的要求....................................................................................................85基础建设要求................................................................................................................85.1天线阵面场地...........................................................................................................85.2工作用房的建设....................................................................................................95.3配电的建设..............................................................................................................105.4通讯要求................................................................................................................115.5风廓线雷达站防雷要求..................................................................................11中国气象局风廓线雷达系统建设指南1适用范围本《指南》规定风廓线雷达系统及其配套设施建设的基本要求。包括风廓线雷达系统的建设内容、选址及基建要求。本《指南》适用边界层、对流层风廓线雷达系统的建设。2主要依据（1）《风廓线仪功能规格需求书》（2）《GJBZ20048-96对空情报雷达电磁环境防护要求的测试方法》3建设内容（1）风廓线雷达室外和室内设备的建设。室外设备由天馈子系统、发射机、接收机及抗干扰网等组成。室内设备由伺服控制、信号处理器、监控子系统、数据处理终端等组成。（2）通信辅助设备。实现风廓线雷达的观测数据从风廓线雷达系统实时传送到当地气象台站。（3）UPS不间断电源设备。实时在线确保给风廓线雷达系统供电，使风廓线雷达不间断运行，同时避免电压波动、电流频率变化和突然断电造成对风廓线雷达设备的冲击和损害。（4）发电机。在市电发生故障时，确保风廓线雷达系统供电正常。（5）防雷设施。确保风廓线雷达系统避免雷击。（6）安全保护系统。对无人值守的风廓线雷达系统进行监视，确保设备安全。（7）维修维护工程车。保证风廓线雷达站能得到及时的维护维修。（8）声发射器（可选）。与风廓线雷达联合使用，构成无线电—声探测系统（RASS），探测大气温度廓线。（9）场室建设。主要建设风廓线雷达天馈系统及抗干扰网安装平台、通信电缆槽及风廓线雷达室内设备工作间等。4选址要求4.1场地要求场地距离铁路、公路应大于500m，距离机场应大于5km，距离大型水体应大于1km。周围建筑物、树木等对风廓线雷达的阵面遮蔽角一般应小于15°，（以天线反射面中心为基准点，反射面为基准平面）。4.2无线电环境要求（1）风廓线雷达安装工作区周围的大功率电磁波辐射设备、供电设备、机械设备、照明设备、空调设备、避雷设备，在正常使用条件下工作时，其电磁环境不能影响风廓线雷达的正常工作。（2）距离无线电发射塔应大于1km。一般发射塔的天线多为全向天线，在某些工作方式下其发射带宽很宽，当其发射频谱落入风廓线雷达工作带宽之中时，有可能对风廓线雷达造成严重干扰，甚至导致雷达无法正常工作。（3）距离其它微波发射源应大于1km，在f0±5MHz（f0为风廓线雷达工作频率）的频率范围内，要求电磁环境场E≤10dBµv／m（镜像频率相同）；在其他频率范围时E≤70dBµv／m。在风廓线雷达附近有微波设备工作时，其辐射的微波信号可能对风廓线雷达的正常工作带来干扰，应确认风廓线雷达工作频率的安全。这些潜在微波干扰源包括：发电站、矿场、工厂、电子设备维修站等。无线电环境测试方法见附件一。4.3安全环境（1）风廓线雷达工作的机房、天线阵、电缆通道等采用防雷和防静电措施后，不应对风廓线雷达产生不良影响。（2）风廓线雷达周围不得存放易燃、易爆和有害气体。（3）风廓线雷达接地电阻应小于4Ω。（4）风廓线雷达环境应有防火防盗和防破坏措施。4.4架设场地的要求（1）保证风廓线雷达运输车辆的进入、转弯、调头和停放，应满足10吨卡车作业的需要。（2）保证吊装设备的活动及存放。（3）保证风廓线雷达设备的存放、转移。（4）保证风廓线雷达附属设备的存放、转移。（5）架设场地的地面应平坦坚实，便于各种设备的移动。（6）架设场地至风廓线雷达吊装起吊点必须有宽5m以上的通道．以便铲、吊设备进出。（7）架设场地应具有良好排水能力。（8）架设场地应具有较好的照明设备，以便夜间工作。（9）机房库房内放置包装器材及附件等。5基础建设要求5.1天线阵面场地（1）天线阵面场地建设要求天线阵面场地为水泥地，面积由风廓线雷达天线面积的大小决定，承重要求由天线总质量确定。场地应平整、易排水、便于天线的安装和维护。（2）场地的布局天线阵面场地由天线阵、屏蔽网、设备机房组成（见图一）。在屏蔽网的外侧建设备机房（如有RASS系统可在天线阵面四个角上安装RASS天线）。（3）场地的照明场地的四周边安装照明灯，以便夜间维修工作。（4）屏蔽网安装屏蔽网是保证人员和设备的安全，降低地物杂波和其他干扰源的影响。屏蔽网作为风廓线雷达的附属设施由生产厂家按技术指标负责提供。图一风廓线雷达系统场地布局示意图5.2工作用房的建设（1）工作用房的一般要求工作用房包括设备机房和工作机房。设备机房用来存放室内机柜和前端的数据收集和处理设备，面积约10-20m2，与天线阵地的距离小于10m，设备机房至阵地的线缆通过走线支架安装固定。设备机房采用防静电活动地板，地板下面铺设电缆，地板面距水泥地坪100mm。设备机房通过网络实时地将数据传输到工作机房。工作机房用于放置后端数据处理设备和供应用分析人员使用，面积约为200m2，距离天线阵地大于100m。（2）设备机房温度要求为保证风廓线雷达设备的正常工作和操作使用人员的良好工作环境，提供空调（冷暖）一台，保证设备机房温度在5-30°C。5.3配电的建设（1）风廓线雷达所需的电量对流层风廓线雷达整机所需的电量为10kw（不含空调）。边界层风廓线雷达整机所需的电量为3kw（不含空调）。（2）设备机房的配电箱风廓线雷达设专用配电箱，放置于设备机房内，为整个雷达系统供电。对流层风廓线雷达配电箱输入的总功率为10kw，边界层风廓线雷达配电箱输入的总功率为3kw。①设备机房的四周墙壁应设有若干个三相及单相电源插座。②设备机房的电源进线应为3相5线制。③电源稳定度要求：电压:380V±10%；220V±10%频率:50Hz±5％④上述电源送至机房的配电箱内，配电箱开关有过载保护装置。⑤照明和空调供电由基建另行考虑，在设备用电基础上增加容量。⑥供电稳定度超过±10％，应加装交流稳压器，保护设备免受损坏。⑦停电时，由UPS或备份电源供电，UPS功率应为15～20kw，UPS待电时间应不小于15分钟。5.4通讯要求为了满足风廓线雷达基数据、数据产品、图形产品等实时传输要求和实现风廓线雷达远程视频监控、故障诊断功能，根据传输的信息量估算，在风廓线雷达站点和气象台站之间必须建立至少2Mbps的传输线路；在气象台站和省级风廓线雷达数据资料中心之间必须建立至少4Mbps的传输专线；在省级风廓线雷达数据资料中心和国家级风廓线雷达数据资料中心之间必须建立至少8Mbps的宽带通信网。5.5风廓线雷达站防雷要求见《风廓线雷达站防雷技术规范》（附件二）。附件一：电磁环境测试方法1一般要求（1）测试设备①电磁干扰测量仪应符合国家标准GB6113技术要求。②频谱分析仪应符合以下要求：频率范围：80MHz~3GHz；灵敏度：优于-140dBm（分辨带宽10Hz时）；扫描时间：0.1~10s，可调；分辨带宽：10Hz~300KHz，可调。③测试天线按照测试频率范围可选择偶极子天线、宽频带天线、雷达天线及其它形式的高增益天线。所选择天线应满足