Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время существует два основных метода измерения параметров (интенсивности и количества) осадков:
-
Дистанционный (радиолокационный),
-
Контактный (с помощью плювиографов).
Каждому из них присущи свои достоинства и недостатки. Радиолокационный метод дает существенный экономический выигрыш, упрощает сбор, передачу и обработку измерений, позволяет оперативно определять параметры осадков в реальном масштабе времени на обширных площадях, ограниченных лишь радиусом действия РЛС. Однако, эти измерения сопровождаются погрешностями из-за отсутствия надежной модели связи между радиолокационными характеристиками (РЛХ) и интенсивностью осадков, а также принципиально неустранимыми погрешностями измерения РЛХ. Контактный метод, несмотря на его высокую точность, страдает точечной ограниченностью измерения, отсутствием оперативности. Возникает необходимость в синтезе этих двух методов для повышения качества измерения параметров осадков.
Поэтому, цель диссертационной работы заключается в разработке эффективного метода измерения поля осадков, основанного на статистическом оценивании совместных радиолокационных и плювиографических измерений интенсивности осадков с помощью фильтрации и экстраполяции Калмана.
Основные задачи исследования:
разработка метода обработки совместных радиолокацион-но-плювиографических измерений поля осадков;
доведение предложенного метода до алгоритма, с оценкой его эффективности в зависимости от количества и способа размещения плювиографов и тактико-технических характеристик МРЛС;
разработка и реализация на ЭВМ динамико-стохастической модели поля осадков на ограниченной территории для оценивания точностных характеристик совмещенной измерительной системы;
разработка методики оценок погрешностей измерения радиолокационных характеристик облаков и осадков в зависимости от ТТХ автоматизированных МРЛС, свойств и удаления метеоцели от станции.
Научная новизна.
1. Разработан метод совместного использования радиолока-
4 циошшх и плювиографичоских измерений параметров осадков для повышении точности их измерения на основе методов фильтращіи и экстраполяции Калмана;
. Предложена дшіамико-стохастичесісая модель выпадения осадков из облаков различных форм, которая является базовой при комплексном использовании данных радиолокационной и плюви-ографической сети;
3. Разработаны методики оценки статистических характеристик ошибок измерения радиолокационной отражаемости осадков и высоты верхней граниш облачности автоматизированными МРЛС.
Практическая ценность работы.
предложенный подход к совместному использованию радио-локациониых и наземных данных об осадках может быть использован при решении ряда задач прикладной радиометеорологии, в частности, при радиолокационном определении интенсивности осадков, сверхкраткосрочном прогнозе параметров осадков на территории с редкой плювиографической сетью;
разработанный метод коррекции радиолокационной информации об осадках по наземным данным, с учетом полученных характеристик случайных ошибок измерения РЛХ облаков и осадков, может быть внедрен в практику автоматизированных комплексов, работающих в системе штормоповещения соответствующих потребителей об опасных явлениях погоды (ОЯП);
разработанный алгоритм моделирования поля осадков на ограниченной территории может быть использован при метеорологическом обеспечении мониторинга загрязнения окружающей среды, экологического мониторинга района размещения объектов хранения и уничтожения химического оружия;
полученные результаты используются в учебном процессе Воронежского ВВАИУ , при изучении дисциплин "Основы радиометеорологии", "Авиационная метеорология"; в оперативной работе учебной метеообсерватории ВВВАИУ; реализованы в двух научно-исследовательских работах, выполненных совместно ВВВАИУ и ГГО и в теме 1.1.1.12 плана НИОКР Росгидрометеоцентра &а 1993-1994 ГГ.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Метод обработки совместных радиолокационных-и плювиог-
рафических измерений поля осадков с использованием фильтрации
Калмана;
результаты исследования зависимости точности процедури Ешьтрации и. пространственной экстраполяции интенсивности эсадков от количества и способа размещения плювиографов ;
динамико-стохастическую модель интенсивности випадения эсадков из облаков различных форм-,
методика, оценок погрешностей измерения РЛХ облаков и эсадков.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались на 3-ей Всесоюзной конференции по авиационной метеорологии (город Суздаль, май 1990 г.), Всесоюзной научно-технической конференции по методам -и средствам- дистанционного зондирования атмосферы в интересах авиации (город Киев, октябрь 1991 г.), 5-ой военно-научной конференции Воронежского ВВАИУ (город Воронеж, май 1992 г.), Научно-технической конференции " Проблемы прикладной геофизики и состояния природной среды" (город Санкт-Петербург, ВИКИ им. А.Ф. Можайского, декабрь 1992 г.), на научных семинарах кафедры навигационно-гидрографического и гидрометеорологического обеспечения Воронежского ВВАИУ и Отдела радиометеорологических исследований ГРО им, А.И.Воейкова.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 6 научных статей,- исполнены три научно-исследовательских работы, сделано пять докладов на научно-технических конференциях.
Объем и структура работы.