Система сбора и обработки метеоданных
Предлагаемая полезная модель относится к области метеорологии и может быть использована в системах метеонаблюдения и прогноза погоды. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в систему, включающую метеорадиолокатор МРЛ-5, устройство управления АПОС-2Г, персональный компьютер, выполняющий функции отображения метеоинформации и передачи ее по каналам связи, дополнительно вводят устройство фрактального анализа метеоданных, выполняющее в реальном времени формирование радиолокационных изображений, анализ фрактальных размерностей радиолокационных изображений и выдачу прогноза развития метеоявлений. Входными данными вычислений при этом являются сигналы с метеорадиолокатора и координаты исследуемого сектора. Устройство фрактального анализа включает в себя блок аналого-цифровой обработки, блок преобразования координат и вычислитель. При этом в соответствии выявленными метеоявлениями и прогнозами их развития вычислитель выдает управляющие сигналы на блок аналого-цифровой обработки, обеспечивающие адаптивную подстройку параметров цифровой обработки сигнала. Технический результат реализации полезной модели заключается в возможности краткосрочного прогнозирования метеорологических явлений, а также в расширенном наборе функций цифровой обработки сигналов с возможностью адаптивного изменения их параметров.
Предлагаемая полезная модель относится к области метеорологии и может быть использована в системах метеонаблюдения и прогноза погоды.
Известна система сбора и обработки метеоданных АКСОПРИ-Г, выбранная в качестве прототипа. Система АКСОПРИ-Г включает в себя метеорадиолокатор МРЛ-5 с устройством управления АПОС-2Г и подключенный к ним персональный компьютер, выполняющий функции отображения метеоинформации и передачи ее по каналам связи. Достоинством системы-прототипа является обеспечение полной автоматизации сбора и обработки радиолокационной информации, возможность автоматического выявления метеорологических явлений (облачность, осадки, грозы, град, шквалистый ветер и пр.), а также возможность передачи информации удаленным пользователям в реальном времени.
Система-прототип имеет следующие недостатки:
- ограниченный набор функций обработки сигналов без возможности расширения;
- отсутствие возможности прогнозирования метеорологических явлений.
Для устранения указанных недостатков была поставлена задача разработки системы сбора и обработки метеоданных с возможностью краткосрочного прогнозирования метеорологических явлений, основанного на применении усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов, а также с возможностью адаптивной подстройки параметров цифровой обработки сигналов.
Поставленная задача решается тем, что, согласно предлагаемой полезной модели, в систему систему-прототип дополнительно включают устройство фрактального анализа метеоданных, выполняющее в реальном времени формирование радиолокационных изображений, анализ фрактальных размерностей радиолокационных изображений и выдачу прогноза развития метеоявлений.
Устройство фрактального анализа включает в себя блок аналого-цифровой обработки, блок преобразования координат и вычислитель. Информационный вход блока аналого-цифровой обработки подключен к выходу промежуточной частоты МРЛ-5, вход блока преобразования координат подключен к выходу значений координат АПОС-2Г, входы вычислителя подключены к выходам блока аналого-цифровой обработки и блока преобразования координат, контрольный выход вычислителя подключен к управляющему входу блока аналого-цифровой обработки, вычислитель по локальной сети подключен к персональному компьютеру.
МРЛ-5 излучает и принимает радиолокационные сигналы и далее передает их в блок аналого-цифровой обработки, где происходит их аналого-цифровое преобразование, цифровая фильтрация и интерполяция. Текущие координаты (азимут и угол места) антенны метеорадиолокатора с выхода АПОС-2Г передаются в блок преобразования координат, где происходит их декодирование, нормировка и дальнейшая передача на обработку в вычислитель. Вычислитель выполняет алгоритмы фрактального анализа сигналов, в том числе построение радиолокационных изображений, построение и анализ временных зависимостей фрактальных размерностей, что позволяет в высокой надежностью выявлять и прогнозировать развитие феноменов (метеорологический явлений). В соответствии с выявленными метеоявлениями и прогнозами их развития вычислитель выдает управляющие сигналы на блок аналого-цифровой обработки для установки необходимого пространственного разрешения путем установки соответствующей частоты аналого-цифрового преобразования и параметров цифровых фильтров. С вычислителя информация по локальной передается на персональный компьютер для отображения и для передачи по каналам связи.
Таким образом, предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет следующие достоинства:
- возможность краткосрочного прогнозирования метеорологических явлений,
- расширенный набор функций цифровой обработки сигналов с возможностью адаптивной подстройки их параметров.
Система сбора и обработки метеоданных, включающая метеорадиолокатор МРЛ-5, устройство управления АПОС-2Г, персональный компьютер, выполняющий функции отображения метеоинформации и передачи ее по каналам связи, отличающаяся тем, что дополнительно включают устройство фрактального анализа метеоданных, включающее в себя блок аналого-цифровой обработки, блок преобразования координат и вычислитель, который выполняет в реальном времени формирование радиолокационных изображений, анализ фрактальных размерностей радиолокационных изображений, выдачу прогноза развития метеоявлений и адаптивное изменение параметров цифровой обработки сигналов.
