路径: 主页 > GB > 第170页 > GB 31223-2014 | 标准编号 | GB 31223-2014 (GB31223-2014) | | 中文名称 | 气象探测环境保护规范 天气雷达站 | | 英文名称 | Specifications for meteorological observing environs protection -- Weather radar station | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | A47 | | 国际标准分类 | 07.060 | | 字数估计 | 24,252 | | 发布日期 | 9/30/2014 | | 实施日期 | 1/1/2015 | | 引用标准 | GB 4824-2004; GB 13618-1992 | | 标准依据 | 中华人民共和国国家标准批准发布公告2014年第22号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了天气雷达站探测环境保护的范围和要求。本标准适用于天气雷达站探测环境保护活动。 | GB 31223-2014: 气象探测环境保护规范 天气雷达站
GB 31223-2014 英文名称: Specifications for meteorological observing environs protection -- Weather radar station
ICS 07.060
A47
中华人民共和国国家标准
气象探测环境保护规范 天气雷达站
1 范围
本标准规定了天气雷达站探测环境保护的范围和要求。
本标准适用于天气雷达站探测环境保护活动。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1天气雷达站
由天气雷达和满足设备运行环境要求的设施及其空间构成。
注:天气雷达是基于云、雾、雨、雪等粒子对电磁波的散射和产生多普勒效应等原理,探测降水回波强度与多普勒速
度的空间分布和演变,并以此警戒跟踪降水天气系统的雷达。
3.2波束宽度
天线方向图中最大辐射方向两个半功率点之间的夹角。
3.3障碍物
对雷达所发射和接收的高频电磁波产生遮蔽和影响的物体。
3.4孤立障碍物
与相邻障碍物的横向间距大于2个波束宽度且遮挡方位角不大于容限值的障碍物。
3.5遮挡仰角 blockelevationangle
从雷达最低工作仰角开始抬升波束直至其下边沿离开障碍物时的角度,即从存在遮挡至遮挡影响
消失时波束下边沿的抬升角度。
3.6遮挡方位角
障碍物对雷达波束形成遮挡,雷达波束边沿(-3dB)进入障碍物区域时所处方位,与雷达波束边沿
(-3dB)退出障碍物区域时所处方位之间的夹角。
3.7总遮挡方位角
所有遮挡方位角的总和。
3.8障碍物限制海拔高度
根据允许的最大遮挡仰角计算得到的障碍物最高点所处海拔高度。
3.9障碍物限制方位宽度
根据允许的最大遮挡方位角计算得到的障碍物宽度。
3.10净空
天气雷达按照业务模式在最低仰角工作时,天线主波束不受到遮挡的探测环境。
4 保护范围
4.1 总则
天气雷达站探测环境保护范围由一级保护区和二级保护区构成,范围图示及说明见附录A。在天
气雷达站周边不应有对雷达正常工作产生影响的其他干扰。对于电磁干扰的防护范围不限于一级、二级保护区。
4.2 一级保护区
天气雷达的辐射近场区范围内高于和低于雷达天线口上下沿10个雷达波长的平行线与过渡区“边缘”构成的区域。
4.3 二级保护区
以天气雷达为中心,从一级保护区的外沿至距离雷达20km的环形区域。
5 保护要求
5.1 总则
5.1.1 障碍物对天气雷达造成的回波强度损失不应大于1dB。
5.1.2 不可避免的有源干扰造成的雷达接收机灵敏度损失不应大于1dB。
5.2 一级保护区
5.2.1 不应有对天气雷达探测造成遮挡的障碍物。
5.2.2 对应的限制海拔高度h2 按式(1)计算,图示及说明见B.1。
5.3 二级保护区
5.3.1 孤立障碍物遮挡仰角限制
雷达工作在最低仰角时,孤立障碍物遮挡仰角容限值见表C.1,计算方法见附录C。
5.3.2 障碍物遮挡方位角限制
雷达工作在最低仰角时,孤立障碍物遮挡方位角容限值见表C.1,计算方法见附录C。
周边所有障碍物的总遮挡方位角不大于5°。
5.3.3 高度限制
障碍物限制海拔高度按式(2)计算,示意图及说明见B.2.1。
5.3.4 方位宽度限制
孤立障碍物限制方位宽度按式(3)计算,图示及说明见B.2.2。
5.4 电磁干扰限制
天气雷达站周边,其他电子设备在雷达工作频点及所占频谱范围内的干扰电压的容限值应满足
5.5 最小防护间距
天气雷达站与典型的干扰源的最小防护间距应满足表2中的规定。
6 测量方法
6.1 障碍物测量和计算方法
6.1.1 测量设备
角度测量精度应不大于2″,全站仪的距离测量精度应不大于1.5mm。
6.1.2 障碍物测量与计算方法
障碍物的海拔高度、限制海拔高度和限制方位宽度按照附录E中的方法测量和计算。
6.2 电磁干扰测量
6.2.1 测量设备
进行干扰测量所用设备应符合GB 4824-2004中6.2的要求。
6.2.2 测量程序
按照GB 4824-2004中8.4的要求进行。
附 录 A
(规范性附录)
天气雷达天线电磁辐射场区计算方法
A.1 天气雷达天线周围的电磁辐射场区划分为辐射近场区和辐射远场区,如图A.1所示,图A.2为俯视示意图。
附 录 B
(规范性附录)
天气雷达探测净空保护计算方法
B.1 雷达天线辐射近场区净空环境保护计算方法
B.1.1 平行波束区及延伸区内障碍物限制海拔高度计算方法
平行波束区内,雷达天线辐射的能量主要集中在直径为D 的圆柱形空间内传播,考虑工程实践的
经验,近场区中以高于和低于雷达天线口上下沿10个雷达波长的平行线为雷达净空环境保护基准线,
保护距离相应予以延伸(构成延伸区)。对应的限制海拔高度按照图B.1用式(B.1)计算:
B.1.2 过渡区内限制海拔高度计算方法
过渡区以其“边缘”为雷达净空环境保护基准线。对应的限制海拔高度按照图B.2用式(B.2)计算:
B.2 雷达天线辐射远场区净空环境保护计算方法
B.2.1 远场区孤立障碍物限制海拔高度计算方法
远场区以天线波束下边沿线为雷达净空环境保护基准线,障碍物最高点A 的限制海拔高度按照
图B.3用式(B.3)计算:
B.2.2 远场区孤立障碍物限制方位宽度计算方法
远场区以天线中心线为雷达净空环境保护基准线,雷达探测方向上远场区孤立障碍物限制方位宽度
按照图B.4用式(B.4)计算:
附 录 C
(规范性附录)
障碍物遮挡角容限值计算方法
C.1 计算障碍物遮挡造成的雷达回波功率损失率
在雷达探测距离不变的情况下,当雷达回波强度损失为a时,有式(C.1):
C.2 计算雷达辐射的总功率(遮挡前)
在实际工程中,天气雷达天线方向图主波束(3dB)内的功率密度变化近似于高斯函数曲线,高斯分布函数为:
C.3 计算孤立障碍物遮挡角容限值
当障碍物遮挡造成雷达辐射功率损失率为21%时,有效辐射功率为总辐射功率的79%;为简化计算,
仅考虑障碍物遮挡造成雷达辐射功率的单程损失,损失功率为0.762×21%=0.16。
查阅《标准正态分布函数数值表》得x2=0.59。
由天线方向图与高斯概率密度函数的对应关系,可得式(C.2):
C.4 典型天气雷达波束宽度下孤立障碍物遮挡方位角、仰角容限值
当天线波束宽度为0.5°时,θ1=0.25°,Δθ=0.125°。
当天线波束宽度为1.0°时,θ1=0.5°,Δθ=0.25°。
当天线波束宽度为1.5°时,θ1=0.75°,Δθ=0.375°。
典型天气雷达波束宽度下孤立障碍物遮挡方位角、俯仰角容限值见表C.1。
附 录 D
(资料性附录)
天气雷达站对各种干扰源干扰电压容限值计算方法和最小防护间距的计算示例
D.1 干扰电压容限值计算方法
根据5.1.2,取干扰信号造成灵敏度损失最大值1dB,由雷达气象方程可得到10lg
D.2 最小防护间距计算示例
以高压架空输电线路、变电站为例,由GB 13618-1992附录B中式(B.2)可得式(D.3)和式(D.4):
附 录 E
(规范性附录)
障碍物海拔高度及限制海拔高度与限制方位宽度测量和计算方法
E.1 障碍物顶点K的海拔高度测量计算
E.1.1 在障碍物外适当距离选择两个全站仪测量点A 和B,如图E.1所示,两个测量点之间应通视,且分
别应与障碍物顶点K 通视。
E.1.2 在A 点使用全站仪对准障碍物顶点K 进行测量,得到仰角β,然后把全站仪方位角设定为0°,沿小
于180°方位角旋转,对准点B,测量得到角θ及点A 和点B间的水平距离l1。
E.1.3 在B点处使用全站仪对准障碍物顶点K,把全站仪方位角设为0°,沿小于180°方位角旋转对准A点,得到角Ψ。
E.1.4 使用精度为厘米级(cm)的全球定位设备,测量得到A 点处的海拔高度h0。
E.1.5 通过几何关系,计算K 点海拔高度。
E.2.2 在B点处使用全站仪对准雷达天线馈源O点,把全站仪方位角设定为0°,沿小于180°方位角旋转
对准A 点,得到方位角φ。
E.2.......
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