JP3473385B2 - 気象レーダ制御方法 - Google Patents
気象レーダ制御方法Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気象レーダの制御
に関する。特に、特定の気象現象が見いだされた場合
に、その気象現象を集中的に観測することができるよう
な気象レーダの制御方法に関する。
に関する。特に、特定の気象現象が見いだされた場合
に、その気象現象を集中的に観測することができるよう
な気象レーダの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】気象レーダは、空中の雲の様子や、降雨
状態等を検出することができる装置であり、広く気象観
測に用いられている。
状態等を検出することができる装置であり、広く気象観
測に用いられている。
【０００３】従来の気象レーダは、全方位及び全仰角の
全ての方向について気象観測をするために、所定の規則
に基づいて、アンテナビームを全方位及び全仰角に対し
て走査させている。従来の気象レーダにおけるアンテナ
の走査の典型的な動作を説明する説明図が図８に示され
ている。
全ての方向について気象観測をするために、所定の規則
に基づいて、アンテナビームを全方位及び全仰角に対し
て走査させている。従来の気象レーダにおけるアンテナ
の走査の典型的な動作を説明する説明図が図８に示され
ている。
【０００４】この図に示されているように、レーダのア
ンテナは、方位角が０度から３６０度まで変化するよう
に水平面内で走査をしながら、１周毎に仰角が低仰角か
ら高仰角まで順次変化していくのである。
ンテナは、方位角が０度から３６０度まで変化するよう
に水平面内で走査をしながら、１周毎に仰角が低仰角か
ら高仰角まで順次変化していくのである。
【０００５】換言すれば、まず、レーダのアンテナのビ
ーム方向を仰角を０度にしたまま、方位角を０度から３
６０度まで変化させるのである。これによって、レーダ
のアンテナは水平面と平行な面を１周走査することにな
る。この仰角０度での１周走査の後、アンテナを微少角
度だけ上に向け、再び一周走査を行う。すなわち、所定
の微少角度の仰角をアンテナに設定し、方位角を０度か
ら３６０度まで変化させるのである。
ーム方向を仰角を０度にしたまま、方位角を０度から３
６０度まで変化させるのである。これによって、レーダ
のアンテナは水平面と平行な面を１周走査することにな
る。この仰角０度での１周走査の後、アンテナを微少角
度だけ上に向け、再び一周走査を行う。すなわち、所定
の微少角度の仰角をアンテナに設定し、方位角を０度か
ら３６０度まで変化させるのである。
【０００６】このようにしてアンテナの（ビーム）方向
の仰角を順次増加させながら、水平方向に１周走査を行
う。最終的に仰角を０度から所望する最大仰角まで順次
ステップ状に変化させつつ、所望の全方位方向及び全仰
角方向の走査が行われる。これによって所望する全方向
に対して電波を発射することができ、所望する全方向の
気象観測ができる。
の仰角を順次増加させながら、水平方向に１周走査を行
う。最終的に仰角を０度から所望する最大仰角まで順次
ステップ状に変化させつつ、所望の全方位方向及び全仰
角方向の走査が行われる。これによって所望する全方向
に対して電波を発射することができ、所望する全方向の
気象観測ができる。
【０００７】例えば、図８においては、アンテナビーム
は観測仰角ＥＬ１や、観測仰角ＥＬ２、観測仰角ＥＬ３
等の各仰角において、水平面内で１周走査を行う。
は観測仰角ＥＬ１や、観測仰角ＥＬ２、観測仰角ＥＬ３
等の各仰角において、水平面内で１周走査を行う。
【０００８】その結果、気象レーダの覆域内において
は、気象現象のデータ更新は、全方位及び全仰角に対す
る観測の周期毎に行われる。換言すれば、かかる観測周
期に１回だけデータ更新が行われるのである。
は、気象現象のデータ更新は、全方位及び全仰角に対す
る観測の周期毎に行われる。換言すれば、かかる観測周
期に１回だけデータ更新が行われるのである。
【０００９】気象レーダの走査速度によっても異なる
が、例えば、空中線の走査速度を毎分２回転で観測する
仰角数が１０仰角であった場合、最低でも５分間は一回
の観測に必要である。このことは、ある方向の気象観測
は５分ごとにしか行われないことを意味する。
が、例えば、空中線の走査速度を毎分２回転で観測する
仰角数が１０仰角であった場合、最低でも５分間は一回
の観測に必要である。このことは、ある方向の気象観測
は５分ごとにしか行われないことを意味する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の気象観測レーダ
は、上述のように動作しているので、例えば台風などの
ように急速に気象状態が変化していくような気象状態の
急変が生じた場合には、従来の気象レーダでは、その気
象状態の変化を十分に観測できない場合も考えられた。
は、上述のように動作しているので、例えば台風などの
ように急速に気象状態が変化していくような気象状態の
急変が生じた場合には、従来の気象レーダでは、その気
象状態の変化を十分に観測できない場合も考えられた。
【００１１】これは、ある方位の気象観測の周期が例え
ば５分であることに由来するものである。具体的には、
気象状態が急激に変化している場合には、上述したよう
な５分ごとの気象観測では、十分に正確な観測が実現で
きないおそれがあった。
ば５分であることに由来するものである。具体的には、
気象状態が急激に変化している場合には、上述したよう
な５分ごとの気象観測では、十分に正確な観測が実現で
きないおそれがあった。
【００１２】このような問題を解決するためには、走査
速度を大きく、あるいは観測する仰角数を少なく変更す
ることで観測時間を短縮することが考えられる。但し、
これは、観測の空間分解能を低下させることになる。
速度を大きく、あるいは観測する仰角数を少なく変更す
ることで観測時間を短縮することが考えられる。但し、
これは、観測の空間分解能を低下させることになる。
【００１３】本発明は、かかる課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、急激な気象の変化があった場合に
その変化を十分に観測することができる気象レーダの制
御方法を提供することである。そして、このような制御
方法を実現することによって、積乱雲の急な接近や、台
風などによる強雨域の接近等、注目するべき領域を集中
して観測し、防災等に寄与することを本発明は目的とす
るのである。
であり、その目的は、急激な気象の変化があった場合に
その変化を十分に観測することができる気象レーダの制
御方法を提供することである。そして、このような制御
方法を実現することによって、積乱雲の急な接近や、台
風などによる強雨域の接近等、注目するべき領域を集中
して観測し、防災等に寄与することを本発明は目的とす
るのである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、気象レーダア
ンテナを全方位方向及び全仰角方向に走査する第１の走
査モードにより前記気象レーダアンテナの覆域内の観測
データを収集する気象観測ステップと、この気象観測ス
テップにより収集した観測データから予め設定された気
象条件を満たす気象データの観測領域を抽出する観測領
域抽出ステップと、この観測領域抽出ステップにより抽
出された前記気象データの観測領域に対応して前記気象
レーダアンテナの方位角度の範囲を設定し、その方位角
度の範囲内において前記気象レーダアンテナを部分的に
多仰角に走査する第２の走査モードにより前記観測領域
における気象データが得られるように、前記第１の走査
モードを前記第２の走査モードに変更する走査モード変
更ステップとを備えたことを特徴とするものである。
ンテナを全方位方向及び全仰角方向に走査する第１の走
査モードにより前記気象レーダアンテナの覆域内の観測
データを収集する気象観測ステップと、この気象観測ス
テップにより収集した観測データから予め設定された気
象条件を満たす気象データの観測領域を抽出する観測領
域抽出ステップと、この観測領域抽出ステップにより抽
出された前記気象データの観測領域に対応して前記気象
レーダアンテナの方位角度の範囲を設定し、その方位角
度の範囲内において前記気象レーダアンテナを部分的に
多仰角に走査する第２の走査モードにより前記観測領域
における気象データが得られるように、前記第１の走査
モードを前記第２の走査モードに変更する走査モード変
更ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【００１６】本発明の第２の走査モードは、前記方位角
度の範囲のセクタスキャンであることを特徴とするもの
である。
度の範囲のセクタスキャンであることを特徴とするもの
である。
【００１７】
【００１８】また、本発明は、前記予め定められた条件
が、鉛直方向の雨量の積算値が所定のしきい値を上回る
ことであることを特徴とするものである。
が、鉛直方向の雨量の積算値が所定のしきい値を上回る
ことであることを特徴とするものである。
【００１９】また、本発明は、前記予め定められた条件
が、雲の頂高度分布範囲が所定のしきい値より広いこと
であることを特徴とするものである。
が、雲の頂高度分布範囲が所定のしきい値より広いこと
であることを特徴とするものである。
【００２０】また、前記予め定められた条件が、ウィン
ドシアーが検出されたことであることを特徴とするもの
である。
ドシアーが検出されたことであることを特徴とするもの
である。
【００２１】また、前記予め定められた条件が、マイク
ロバーストが検出されたことであることを特徴とするも
のである。
ロバーストが検出されたことであることを特徴とするも
のである。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。
態を図面に基づいて説明する。
【００２３】実施の形態１．本実施の形態１は、気象レ
ーダを以下のように制御する方法を開示する。
ーダを以下のように制御する方法を開示する。
【００２４】（１）まず、気象レーダのアンテナを図８
に示されるように走査させる。すなわち、アンテナに全
方位及び全仰角を走査させる。このような走査自体は、
従来から行われてきた。
に示されるように走査させる。すなわち、アンテナに全
方位及び全仰角を走査させる。このような走査自体は、
従来から行われてきた。
【００２５】（２）次に、上記走査による気象観測によ
って、天空のある領域の気象現象が予め設定された条件
を満足する場合には、その条件を満たした前記領域を含
む範囲の走査のみが行われる。
って、天空のある領域の気象現象が予め設定された条件
を満足する場合には、その条件を満たした前記領域を含
む範囲の走査のみが行われる。
【００２６】このように、本実施の形態において特徴的
なことは、天空面の全領域の走査を行う走査モード（以
下、本文では第１の走査モードと呼ぶ）を実行している
状態において、ある条件が成立した場合には、走査モー
ドを天空面の一部の領域を走査する走査モード（以下、
本文では第２の走査モードと呼ぶ）に変更したことであ
る。
なことは、天空面の全領域の走査を行う走査モード（以
下、本文では第１の走査モードと呼ぶ）を実行している
状態において、ある条件が成立した場合には、走査モー
ドを天空面の一部の領域を走査する走査モード（以下、
本文では第２の走査モードと呼ぶ）に変更したことであ
る。
【００２７】この第１の走査モードとは、例えば、従来
から行われてきた走査モードであり、定高度ＰＰＩ観測
に用いられるように、水平方向でレーダのアンテナを１
周回転させ、この１周回転する度にアンテナの仰角を低
仰角から高仰角へと変化させる走査モードである。
から行われてきた走査モードであり、定高度ＰＰＩ観測
に用いられるように、水平方向でレーダのアンテナを１
周回転させ、この１周回転する度にアンテナの仰角を低
仰角から高仰角へと変化させる走査モードである。
【００２８】また、第２の走査モードとは、例えば、上
記予め設定された条件を満足する領域を含む方位角の範
囲で、部分的な多仰角観測を行うことが好ましい。これ
は結果的にその方位角の範囲におけるセクタスキャンと
なる。
記予め設定された条件を満足する領域を含む方位角の範
囲で、部分的な多仰角観測を行うことが好ましい。これ
は結果的にその方位角の範囲におけるセクタスキャンと
なる。
【００２９】この第１の走査モードと、第２の走査モー
ド（特にセクタスキャン）との間の関係を表す説明図が
図１に示されている。
ド（特にセクタスキャン）との間の関係を表す説明図が
図１に示されている。
【００３０】この図に示されているように、第１の走査
モードとは、全方位方向及び全仰角方向を全て走査する
いわゆる全周観測を行うモードである。そして、この第
１の走査モードで観測が行われている場合に、予め設定
された条件を満たすような気象現象が観測された時は、
その条件を判定する領域の大きさを含むような方位角の
範囲（すなわちそのような部分的な方位角の範囲）にお
ける走査が行われる。このような部分的な走査を行うモ
ードが、第２の走査モードである。なお、この第２の走
査モードにおいても、水平方向の走査を行う度毎に仰角
を少しずつ変化させることは、第１の走査モードと同様
である。すなわち、仰角を０度から９０度まで変化させ
ることによって、全方位方向及び全仰角方向の中で、そ
の部分的な方位角の範囲が全て走査されるのである。
モードとは、全方位方向及び全仰角方向を全て走査する
いわゆる全周観測を行うモードである。そして、この第
１の走査モードで観測が行われている場合に、予め設定
された条件を満たすような気象現象が観測された時は、
その条件を判定する領域の大きさを含むような方位角の
範囲（すなわちそのような部分的な方位角の範囲）にお
ける走査が行われる。このような部分的な走査を行うモ
ードが、第２の走査モードである。なお、この第２の走
査モードにおいても、水平方向の走査を行う度毎に仰角
を少しずつ変化させることは、第１の走査モードと同様
である。すなわち、仰角を０度から９０度まで変化させ
ることによって、全方位方向及び全仰角方向の中で、そ
の部分的な方位角の範囲が全て走査されるのである。
【００３１】このように、本実施の形態によれば、第２
の走査モードにおいては、ある条件が成立している領域
を含むような範囲でセクタスキャンが行われるので、局
所的な気象現象のデータ更新周期を通常の全周観測より
も短くすることができる。これは、その局所的な気象現
象のデータを時間的により密に観測することになるの
で、台風などが接近する場合の気象現象を正確に把握す
ることができ、防災等に寄与するところが大である。
の走査モードにおいては、ある条件が成立している領域
を含むような範囲でセクタスキャンが行われるので、局
所的な気象現象のデータ更新周期を通常の全周観測より
も短くすることができる。これは、その局所的な気象現
象のデータを時間的により密に観測することになるの
で、台風などが接近する場合の気象現象を正確に把握す
ることができ、防災等に寄与するところが大である。
【００３２】次に、本実施の形態にかかる気象レーダの
制御方法を実現する気象レーダの構成について説明す
る。図２には、このような気象レーダの構成を表すブロ
ック図が示されている。
制御方法を実現する気象レーダの構成について説明す
る。図２には、このような気象レーダの構成を表すブロ
ック図が示されている。
【００３３】この図に示されているように、本実施の形
態にかかる気象レーダは、アンテナ１０を備えており、
送信装置１４を介してアンテナビームを発する。ターゲ
ットから反射されてきたアンテナビームの反射波はアン
テナ１０を介して受信装置１６において受信される。受
信された信号は、受信装置１６から受信信号の強度を表
す電圧信号に変換され、この変換された信号が信号処理
装置１８に供給される。信号処理装置１８は、電圧信号
である受信信号を意味のある信号に変換する。具体的に
は、受信信号の電圧をその雲における雨量などの値を表
す電圧に変換するのである。さらに、この信号処理装置
１８は、空中線制御装置１２からのアンテナビームの角
度信号などを受信し、反射波が戻ってきた方角の検知処
理等を実行する。
態にかかる気象レーダは、アンテナ１０を備えており、
送信装置１４を介してアンテナビームを発する。ターゲ
ットから反射されてきたアンテナビームの反射波はアン
テナ１０を介して受信装置１６において受信される。受
信された信号は、受信装置１６から受信信号の強度を表
す電圧信号に変換され、この変換された信号が信号処理
装置１８に供給される。信号処理装置１８は、電圧信号
である受信信号を意味のある信号に変換する。具体的に
は、受信信号の電圧をその雲における雨量などの値を表
す電圧に変換するのである。さらに、この信号処理装置
１８は、空中線制御装置１２からのアンテナビームの角
度信号などを受信し、反射波が戻ってきた方角の検知処
理等を実行する。
【００３４】簡単に言えば、空中線（アンテナ１０）
は、空中へ電波を、送信波として放射する。空中線制御
装置１２は、空中線（アンテナ１０）を所望の方向へ向
ける、あるいは所望の回転速度で回転させる。送信装置
１４は、送信波のための高電力を、空中線（アンテナ１
０）へ供給する。受信装置１６は、ターゲットからの反
射波を、受信する。信号処理装置１８は、受信装置１６
から、ターゲットからの（電波の）反射強度データを、
算出する。ドップラーレーダの場合、ターゲットからの
反射波と送信波との位相差を利用してドップラー速度デ
ータ、スペクトル幅データを算出する。
は、空中へ電波を、送信波として放射する。空中線制御
装置１２は、空中線（アンテナ１０）を所望の方向へ向
ける、あるいは所望の回転速度で回転させる。送信装置
１４は、送信波のための高電力を、空中線（アンテナ１
０）へ供給する。受信装置１６は、ターゲットからの反
射波を、受信する。信号処理装置１８は、受信装置１６
から、ターゲットからの（電波の）反射強度データを、
算出する。ドップラーレーダの場合、ターゲットからの
反射波と送信波との位相差を利用してドップラー速度デ
ータ、スペクトル幅データを算出する。
【００３５】データ処理装置２０は、信号処理装置１８
が処理した信号を表示装置２２に表示し得る形式に変換
する。この変換の処理においては、具体的には表示装置
２２における拡大・縮小率や、表示のための色の濃さな
どの設定処理が実行される。
が処理した信号を表示装置２２に表示し得る形式に変換
する。この変換の処理においては、具体的には表示装置
２２における拡大・縮小率や、表示のための色の濃さな
どの設定処理が実行される。
【００３６】簡単に言えば、データ処理装置２０は、信
号処理装置１８からのデータを解析し、利用者に有効な
形に、加工する。（データ）表示装置２２は、データ処
理装置２０で作成された解析結果をＣＲＴモニタ等に、
表示する。
号処理装置１８からのデータを解析し、利用者に有効な
形に、加工する。（データ）表示装置２２は、データ処
理装置２０で作成された解析結果をＣＲＴモニタ等に、
表示する。
【００３７】本実施の形態において特徴的なことは、こ
のデータ処理装置２０が、予め設定された条件を判定
し、この条件が満たされる場合には、システム制御装置
２４を介して、空中線制御装置１２に対し、空中線の走
査に必要な角度情報や走査モードを出力していることで
ある。
のデータ処理装置２０が、予め設定された条件を判定
し、この条件が満たされる場合には、システム制御装置
２４を介して、空中線制御装置１２に対し、空中線の走
査に必要な角度情報や走査モードを出力していることで
ある。
【００３８】このシステム制御装置２４は、システム監
視制御装置とも呼び、簡単に言えば、これは、レーダシ
ステム全体の監視の制御を行う。
視制御装置とも呼び、簡単に言えば、これは、レーダシ
ステム全体の監視の制御を行う。
【００３９】このシステム制御装置２４は、言うなれ
ば、本気象レーダの動作を監視している監視装置であ
り、データ処理装置２０が出力する走査モード信号を受
信し、現在の走査モードがどのような値に設定されてい
るかを常に監視している。システム制御装置２４は、供
給されてきた走査モードなどに基づいて空中線の制御を
行うために、所定の指令を空中線制御装置１２に送信す
る。このような気象レーダの制御の様子を表すフローチ
ャートが図３に示されている。
ば、本気象レーダの動作を監視している監視装置であ
り、データ処理装置２０が出力する走査モード信号を受
信し、現在の走査モードがどのような値に設定されてい
るかを常に監視している。システム制御装置２４は、供
給されてきた走査モードなどに基づいて空中線の制御を
行うために、所定の指令を空中線制御装置１２に送信す
る。このような気象レーダの制御の様子を表すフローチ
ャートが図３に示されている。
【００４０】まず、ステップＳ３−１においては観測デ
ータの収集が行われる。このステップにおいては、上記
第１の走査モードによって、アンテナビームが全方位方
向及び全仰角方向を走査し、全方位方向及び全仰角方向
の全方位の観測データの収集が行われる。
ータの収集が行われる。このステップにおいては、上記
第１の走査モードによって、アンテナビームが全方位方
向及び全仰角方向を走査し、全方位方向及び全仰角方向
の全方位の観測データの収集が行われる。
【００４１】次に、ステップＳ３−２においては、観測
データの解析が行われる。この解析は、受信した観測デ
ータに基づき空中の雨量などの具体的な気象データの算
出が行われる。
データの解析が行われる。この解析は、受信した観測デ
ータに基づき空中の雨量などの具体的な気象データの算
出が行われる。
【００４２】ステップＳ３−３においては、上記ステッ
プＳ３−２において求めた気象データに基づき、予め設
定された条件が満されているか否かの検査が行われる。
この条件は、具体的には図３に示されているようにモー
ド変更条件であり、本ステップにおいてはこのモード変
更条件が満たされているかどうか検査が行われる。この
ステップにおいて、条件が満たされている場合には、ス
テップＳ３−４に処理が移行し、走査モードの変更が行
われる。条件が満たされていない場合には再びステップ
Ｓ３−１に処理が移行し、観測データの収集が繰り返し
行われる。
プＳ３−２において求めた気象データに基づき、予め設
定された条件が満されているか否かの検査が行われる。
この条件は、具体的には図３に示されているようにモー
ド変更条件であり、本ステップにおいてはこのモード変
更条件が満たされているかどうか検査が行われる。この
ステップにおいて、条件が満たされている場合には、ス
テップＳ３−４に処理が移行し、走査モードの変更が行
われる。条件が満たされていない場合には再びステップ
Ｓ３−１に処理が移行し、観測データの収集が繰り返し
行われる。
【００４３】さて、ステップＳ３−４においては、方位
角が０度から３６０度までのフルスキャン観測を行う第
１走査モードから、部分的な方位角の範囲についてのみ
走査を行う第２の走査モードへの変更が行われる。
角が０度から３６０度までのフルスキャン観測を行う第
１走査モードから、部分的な方位角の範囲についてのみ
走査を行う第２の走査モードへの変更が行われる。
【００４４】この第２の走査モードにおいては、上述し
たようにいわゆるセクタスキャンが行われ、部分的な方
位角の範囲についてのみ走査が行われる。この方位角の
具体的な範囲は、次のステップＳ３−５において走査範
囲として設定される。
たようにいわゆるセクタスキャンが行われ、部分的な方
位角の範囲についてのみ走査が行われる。この方位角の
具体的な範囲は、次のステップＳ３−５において走査範
囲として設定される。
【００４５】ステップＳ３−４における走査モードの変
更処理は、具体的にはデータ処理装置２０がシステム制
御装置２４に対して出力しているモード信号の値を変更
することによって行われる。そして、このシステム制御
装置２４が空中線制御装置１２を制御することによりア
ンテナの走査モードの設定を行っている。
更処理は、具体的にはデータ処理装置２０がシステム制
御装置２４に対して出力しているモード信号の値を変更
することによって行われる。そして、このシステム制御
装置２４が空中線制御装置１２を制御することによりア
ンテナの走査モードの設定を行っている。
【００４６】さて、上述したように、次にステップＳ３
−５においては、観測範囲の設定が行われる。この観測
範囲は、具体的には方位角度の範囲を表す。この方位角
度の範囲は、上記システム制御装置２４が空中線制御装
置にその方位角の範囲を指示することにより行う。
−５においては、観測範囲の設定が行われる。この観測
範囲は、具体的には方位角度の範囲を表す。この方位角
度の範囲は、上記システム制御装置２４が空中線制御装
置にその方位角の範囲を指示することにより行う。
【００４７】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、予め定められた気象条件が満たされている場合に、
アンテナの走査モードの変更を行い、その所定の条件が
満たされている部分の方角に対して走査を集中させた。
従って、迅速に気象観測を行いたい範囲について走査を
集中させることができ、急激な気象状況の変化にも十分
追従することができ、精密な気象データを得ることがで
きる気象観測を実現することができる。
ば、予め定められた気象条件が満たされている場合に、
アンテナの走査モードの変更を行い、その所定の条件が
満たされている部分の方角に対して走査を集中させた。
従って、迅速に気象観測を行いたい範囲について走査を
集中させることができ、急激な気象状況の変化にも十分
追従することができ、精密な気象データを得ることがで
きる気象観測を実現することができる。
【００４８】さて、本発明に係る気象レーダの制御方法
を、図５のフローチャートを用いて説明する。
を、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】まず、ステップＳ４−１は、気象観測ステ
ップであり、気象観測を行う。この気象観測は、気象レ
ーダアンテナを全方位方向及び全仰角方向で走査して行
う。そして、この際の走査モードは上述した第１の走査
モードである。
ップであり、気象観測を行う。この気象観測は、気象レ
ーダアンテナを全方位方向及び全仰角方向で走査して行
う。そして、この際の走査モードは上述した第１の走査
モードである。
【００５０】次に、ステップＳ４−２は、観測領域抽出
ステップである。この観測領域抽出ステップは、上記気
象観測ステップにおいて観測された気象状況に基づい
て、予め定められた気象条件を満たす観測領域を抽出す
る。この抽出した観測領域に観測動作を集中させて、迅
速な気象観測を行おうとするものである。
ステップである。この観測領域抽出ステップは、上記気
象観測ステップにおいて観測された気象状況に基づい
て、予め定められた気象条件を満たす観測領域を抽出す
る。この抽出した観測領域に観測動作を集中させて、迅
速な気象観測を行おうとするものである。
【００５１】次に、ステップＳ４−３は、走査モード変
更ステップである。この走査モード変更ステップは、走
査モードの変更を行う。すなわち、上記第１の走査モー
ドから第２の走査モードに変更するのである。具体的な
変更動作については上で述べた通りであり、この第２の
走査モードによって、気象観測を上記抽出された観測領
域に集中させることができる。また、この第２の走査モ
ードは上述したように、例えばセクタスキャンなどが好
ましい。
更ステップである。この走査モード変更ステップは、走
査モードの変更を行う。すなわち、上記第１の走査モー
ドから第２の走査モードに変更するのである。具体的な
変更動作については上で述べた通りであり、この第２の
走査モードによって、気象観測を上記抽出された観測領
域に集中させることができる。また、この第２の走査モ
ードは上述したように、例えばセクタスキャンなどが好
ましい。
【００５２】実施の形態２．上記実施の形態１において
は、定高度ＰＰＩ（Ｐｌａｎｅ ＰｏｓｉｔｉｏｎＩｎ
ｄｉｃａｔｏｒ（特に定高度ＰＰＩはＣＡＰＰＩ（Ｃｏ
ｎｓｔａｎｔ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｎｅ Ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と呼ぶ））走査を行
い、ある領域において予め定められた所定の条件が満た
されている場合に、その所定の領域を含むセクタースキ
ャン（第２の走査モード）に移行した。従って、気象状
況が急激に変化した場合にも、走査モードを変更するこ
とにより所望の領域に観測を集中させることができる。
その結果、急激な気象の変化にも対応し、正確な気象デ
ータを観測することができる気象レーダの制御方法が得
られた。
は、定高度ＰＰＩ（Ｐｌａｎｅ ＰｏｓｉｔｉｏｎＩｎ
ｄｉｃａｔｏｒ（特に定高度ＰＰＩはＣＡＰＰＩ（Ｃｏ
ｎｓｔａｎｔ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｎｅ Ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と呼ぶ））走査を行
い、ある領域において予め定められた所定の条件が満た
されている場合に、その所定の領域を含むセクタースキ
ャン（第２の走査モード）に移行した。従って、気象状
況が急激に変化した場合にも、走査モードを変更するこ
とにより所望の領域に観測を集中させることができる。
その結果、急激な気象の変化にも対応し、正確な気象デ
ータを観測することができる気象レーダの制御方法が得
られた。
【００５３】本実施の形態２においては、その予め設定
された条件として、観測範囲内の領域での雨量の鉛直方
向積算値（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｌｉｑｕｉｄ（以下、ＶＩＬと言う））が、予め設定さ
れた面積以上の範囲において、所定のしきい値を越えた
ことを採用することについて提案する。このように、Ｖ
ＩＬが所定のしきい値を越えている部分の面積が、ある
設定された面積以上の場合に、その検出した領域を含む
方位角の範囲でアンテナビームを走査し、強雨の接近を
集中的に観測することができる。
された条件として、観測範囲内の領域での雨量の鉛直方
向積算値（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｌｉｑｕｉｄ（以下、ＶＩＬと言う））が、予め設定さ
れた面積以上の範囲において、所定のしきい値を越えた
ことを採用することについて提案する。このように、Ｖ
ＩＬが所定のしきい値を越えている部分の面積が、ある
設定された面積以上の場合に、その検出した領域を含む
方位角の範囲でアンテナビームを走査し、強雨の接近を
集中的に観測することができる。
【００５４】図５には、ＶＩＬの値が予め設定された面
積以上の範囲で所定のしきい値を越えている状況の説明
図が示されている。この図に示されているように、観測
データに基づいて、鉛直方向積算によるＶＩＬを本実施
の形態２においては求めている。このＶＩＬの積算は図
２におけるデータ処理装置２０が行う。また、このＶＩ
Ｌの計算は図３におけるフローチャートのステップＳ３
−２において観測データの解析として行われる。
積以上の範囲で所定のしきい値を越えている状況の説明
図が示されている。この図に示されているように、観測
データに基づいて、鉛直方向積算によるＶＩＬを本実施
の形態２においては求めている。このＶＩＬの積算は図
２におけるデータ処理装置２０が行う。また、このＶＩ
Ｌの計算は図３におけるフローチャートのステップＳ３
−２において観測データの解析として行われる。
【００５５】以上述べたように、本実施の形態２におい
てはＶＩＬが予め設定された面積以上の範囲で、所定の
しきい値を越えていることを、モード変更のための条件
とした。そのため、強雨の接近を集中的に観測すること
ができる気象レーダの制御方法が得られる。
てはＶＩＬが予め設定された面積以上の範囲で、所定の
しきい値を越えていることを、モード変更のための条件
とした。そのため、強雨の接近を集中的に観測すること
ができる気象レーダの制御方法が得られる。
【００５６】実施の形態３．本実施の形態３において
は、上記実施の形態１における予め定められた条件とし
て、気象エコーの頂高度が予め設定された面積以上の範
囲で、モード変更のための所定のしきい値を越えている
ことを採用する。この実施の形態３で採用している気象
の条件の説明図が図６に示されている。この図に示され
ているように、気象エコーが得られた領域の中で極大の
値を取る部分は、その気象エコーの「頂」と呼ぶ。そし
て、この頂の高度を頂高度と呼ぶ。本実施の形態３にお
いては、この頂高度が予め設定された面積以上の範囲
で、所定のしきい値を越えていることを、上記実施の形
態１における条件として採用しているのである。この頂
高度の分布は雷の発生を伴う積乱雲の発生を表すもので
あり、このような条件を採用することにより積乱雲の集
中的な観測を行うことができる。
は、上記実施の形態１における予め定められた条件とし
て、気象エコーの頂高度が予め設定された面積以上の範
囲で、モード変更のための所定のしきい値を越えている
ことを採用する。この実施の形態３で採用している気象
の条件の説明図が図６に示されている。この図に示され
ているように、気象エコーが得られた領域の中で極大の
値を取る部分は、その気象エコーの「頂」と呼ぶ。そし
て、この頂の高度を頂高度と呼ぶ。本実施の形態３にお
いては、この頂高度が予め設定された面積以上の範囲
で、所定のしきい値を越えていることを、上記実施の形
態１における条件として採用しているのである。この頂
高度の分布は雷の発生を伴う積乱雲の発生を表すもので
あり、このような条件を採用することにより積乱雲の集
中的な観測を行うことができる。
【００５７】このように、本実施の形態３によれば、雲
の頂高度分布により定高度ＰＰＩ走査からセクタスキャ
ンに移行するため、積乱雲の接近を集中的に観測するこ
とができる。その結果、落雷等による災害の予防に寄与
する気象データの観測を効率良く行うことができる。
の頂高度分布により定高度ＰＰＩ走査からセクタスキャ
ンに移行するため、積乱雲の接近を集中的に観測するこ
とができる。その結果、落雷等による災害の予防に寄与
する気象データの観測を効率良く行うことができる。
【００５８】実施の形態４．上記実施の形態１における
予め定められた条件として、本実施の形態４においては
ウィンドシヤーを検出したことの採用について提案す
る。この実施の形態４に係るウィンドシヤーの検出の説
明図が図７に示されている。
予め定められた条件として、本実施の形態４においては
ウィンドシヤーを検出したことの採用について提案す
る。この実施の形態４に係るウィンドシヤーの検出の説
明図が図７に示されている。
【００５９】この図に示されているように、観測範囲内
の領域で観測される風速及び気象エコー強度に基づい
て、ウィンドシヤーなどの局所的な気象現象の検出を行
うことができる。このウィンドシヤーを検出した領域を
含む方位角の範囲に限定してアンテナビームをセクター
スキャンさせることによって、このウィンドシヤーの接
近を集中的に観測することができる。
の領域で観測される風速及び気象エコー強度に基づい
て、ウィンドシヤーなどの局所的な気象現象の検出を行
うことができる。このウィンドシヤーを検出した領域を
含む方位角の範囲に限定してアンテナビームをセクター
スキャンさせることによって、このウィンドシヤーの接
近を集中的に観測することができる。
【００６０】本実施の形態４においては、風速や気象エ
コー強度などによりウィンドシヤーなどの局所的な気象
現象の検出を示したが、局所的な気象現象としてはその
他にマイクロバーストなどがある。このマイクロバース
トが発生した場合にもその接近を集中的に観測すること
ができるものである。
コー強度などによりウィンドシヤーなどの局所的な気象
現象の検出を示したが、局所的な気象現象としてはその
他にマイクロバーストなどがある。このマイクロバース
トが発生した場合にもその接近を集中的に観測すること
ができるものである。
【００６１】本実施の形態において風速及び気象エコー
強度によって、ウィンドシヤーなどの局所的な気象現象
を検出することはデータ処理装置２０によって行われ
る。本実施の形態４を実施するためには風速などのデー
タについては別途風速計などから得られたデータをデー
タ処理装置２０に供給する必要がある。
強度によって、ウィンドシヤーなどの局所的な気象現象
を検出することはデータ処理装置２０によって行われ
る。本実施の形態４を実施するためには風速などのデー
タについては別途風速計などから得られたデータをデー
タ処理装置２０に供給する必要がある。
【００６２】また、ウィンドシヤーなどが検出された場
合に、その検出された領域を含む方位角を設定すること
もデータ処理装置２０によって行われる。この方位角の
範囲はシステム制御装置２４にそのデータが送られ、シ
ステム制御装置２４がこの範囲に基づき空中線制御装置
１２を制御する。
合に、その検出された領域を含む方位角を設定すること
もデータ処理装置２０によって行われる。この方位角の
範囲はシステム制御装置２４にそのデータが送られ、シ
ステム制御装置２４がこの範囲に基づき空中線制御装置
１２を制御する。
【００６３】また、本実施の形態における風速及び気象
エコー強度データの収集は、図３におけるステップＳ３
−１において行われる。
エコー強度データの収集は、図３におけるステップＳ３
−１において行われる。
【００６４】また、これらの気象データに基づきウィン
ドシヤーなどの局所的な気象現象を検出することは、図
３におけるステップＳ３−２の観測データの解析で行わ
れる。
ドシヤーなどの局所的な気象現象を検出することは、図
３におけるステップＳ３−２の観測データの解析で行わ
れる。
【００６５】本実施の形態４によればウィンドシヤーの
発生や、マイクロバーストが発生し始めた場合に、この
ような局地的な気象状況を集中的に観測することができ
る。したがって、ウィンドシヤー等の局地的な気象状況
は次々と発生する場合が多いため、局地的な領域を集中
的に観測することにより、ウィンドシヤー等の発生を迅
速に知ることができる。
発生や、マイクロバーストが発生し始めた場合に、この
ような局地的な気象状況を集中的に観測することができ
る。したがって、ウィンドシヤー等の局地的な気象状況
は次々と発生する場合が多いため、局地的な領域を集中
的に観測することにより、ウィンドシヤー等の発生を迅
速に知ることができる。
【００６６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、あ
る領域の気象条件が所定の条件を満たしている場合に
は、気象レーダのアンテナの走査モードを、その領域を
集中的に走査するモードに変更される。従って、その気
象条件が成立している領域を集中的に観測することがで
き、より正確な気象データを得ることができる。
る領域の気象条件が所定の条件を満たしている場合に
は、気象レーダのアンテナの走査モードを、その領域を
集中的に走査するモードに変更される。従って、その気
象条件が成立している領域を集中的に観測することがで
き、より正確な気象データを得ることができる。
【００６７】
【００６８】
【００６９】また、本発明によれば、第２の走査モード
は、方位角度範囲のセクタスキャンであることも好まし
い。このセクタスキャンは、アンテナのビームがその所
定角度範囲で往復するように走査がされるため、迅速に
その範囲の気象観測を行うことができる。
は、方位角度範囲のセクタスキャンであることも好まし
い。このセクタスキャンは、アンテナのビームがその所
定角度範囲で往復するように走査がされるため、迅速に
その範囲の気象観測を行うことができる。
【００７０】また、本発明によれば、予め定められた条
件としてＶＩＬの値を用いた。そして、ＶＩＬの値が所
定のしきい値を越えた場合に走査モードを変更するよう
にした。従って、強雨の接近を迅速に知ることができる
気象レーダ制御方法が得られる。
件としてＶＩＬの値を用いた。そして、ＶＩＬの値が所
定のしきい値を越えた場合に走査モードを変更するよう
にした。従って、強雨の接近を迅速に知ることができる
気象レーダ制御方法が得られる。
【００７１】また、本発明によれば、雲の頂高度分布が
所定のしきい値より広いことを予め定められた条件とし
て採用した。その結果、積乱雲の発生を正確に知ること
ができ、落雷等による防災に役立つ気象データの観測を
効率的に行うことができる気象レーダ制御方法が得られ
る。
所定のしきい値より広いことを予め定められた条件とし
て採用した。その結果、積乱雲の発生を正確に知ること
ができ、落雷等による防災に役立つ気象データの観測を
効率的に行うことができる気象レーダ制御方法が得られ
る。
【００７２】また、本発明によれば、ウィンドシアーが
検出されたことを上記条件としたため、ウィンドシアー
などの局地的な気象状況の発生を迅速に予測することが
できる。
検出されたことを上記条件としたため、ウィンドシアー
などの局地的な気象状況の発生を迅速に予測することが
できる。
【００７３】また、本発明によれば、マイクロバースト
が検出されたことを上記条件としたため、マイクロバー
ストなどの局地的な気象状況の発生を迅速に予測するこ
とができる。
が検出されたことを上記条件としたため、マイクロバー
ストなどの局地的な気象状況の発生を迅速に予測するこ
とができる。
【図１】 本発明の好ましい実施の形態の原理を表す説
明図である。
明図である。
【図２】 本実施の形態に係る気象レーダの構成を表す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】 本実施の形態の動作を表すフローチャートで
ある。
ある。
【図４】 本実施の形態の動作を表すフローチャートで
ある。
ある。
【図５】 予め定められた条件として、ＶＩＬの値を条
件とする場合の説明図である。
件とする場合の説明図である。
【図６】 予め定められた条件として、雲の頂高度を利
用した場合の説明図である。
用した場合の説明図である。
【図７】 予め定められた条件として、ウィンドシヤー
が検出されたことを採用する場合の説明図である。
が検出されたことを採用する場合の説明図である。
【図８】 従来の気象レーダの走査の様子を表す説明図
である。
である。
１０ アンテナ、１２ 空中線制御装置、１４ 送信装
置、１６ 受信装置、１８ 信号処理装置、２０ デー
タ処理装置、２２ 表示装置、２４ システム制御装
置。
置、１６ 受信装置、１８ 信号処理装置、２０ デー
タ処理装置、２２ 表示装置、２４ システム制御装
置。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−110378（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−118283（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−36055（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−282286（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−165080（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−43496（ＪＰ，Ａ)
特表 平７−502341（ＪＰ，Ａ)
特表 平６−500861（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/42
G01S 13/00 - 13/95
G01W 1/00 - 1/18
Claims (6)
- 【請求項１】 気象レーダアンテナを全方位方向及び全
仰角方向に走査する第１の走査モードにより前記気象レ
ーダアンテナの覆域内の観測データを収集する気象観測
ステップと、この気象観測ステップにより収集した観測
データから予め設定された気象条件を満たす気象データ
の観測領域を抽出する観測領域抽出ステップと、この観
測領域抽出ステップにより抽出された前記気象データの
観測領域に対応して前記気象レーダアンテナの方位角度
の範囲を設定し、その方位角度の範囲内において前記気
象レーダアンテナを部分的に多仰角に走査する第２の走
査モードにより前記観測領域における気象データが得ら
れるように、前記第１の走査モードを前記第２の走査モ
ードに変更する走査モード変更ステップとを備えたこと
を特徴とする気象レーダ制御方法。 - 【請求項２】 前記第２の走査モードは、前記方位角度
の範囲のセクタスキャンであることを特徴とする請求項
１記載の気象レーダ制御方法。 - 【請求項３】 前記予め定められた条件が、鉛直方向の
雨量の積算値が所定のしきい値を上回ることであること
を特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の気象レー
ダ制御方法。 - 【請求項４】 前記予め定められた条件が、雲の頂高度
分布範囲が所定のしきい値より広いことであることを特
徴とする請求項１、２のいずれかに記載の気象レーダ制
御方法。 - 【請求項５】 前記予め定められた条件が、ウィンドシ
アーが検出されたことであることを特徴とする請求項
１、２のいずれかに記載の気象レーダ制御方法。 - 【請求項６】 前記予め定められた条件が、マイクロバ
ーストが検出されたことであることを特徴とする請求項
１、２のいずれかに記載の気象レーダ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07747698A JP3473385B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 気象レーダ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07747698A JP3473385B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 気象レーダ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271443A JPH11271443A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3473385B2 true JP3473385B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=13635050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07747698A Expired - Lifetime JP3473385B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 気象レーダ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473385B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3724379B2 (ja) * | 2001-03-14 | 2005-12-07 | 三菱電機株式会社 | ウインドシア検出装置 |
| JP2011033528A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Japan Radio Co Ltd | 気象現象の自動追尾方法及び自動追尾システム |
| JP5362493B2 (ja) * | 2009-09-07 | 2013-12-11 | 日本無線株式会社 | レーダ信号処理装置 |
| JP5586292B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2014-09-10 | 株式会社東芝 | 気象レーダ装置及び気象観測方法 |
| KR101007217B1 (ko) * | 2010-08-26 | 2011-01-12 | 삼성탈레스 주식회사 | 슬롯 도파관의 사시각 효과를 이용하는 유사 2ｄ 배열 레이더 시스템 및 그 이용 방법 |
| CN102135632B (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-25 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 利用全向成像***同时探测地球临边和星下点大气的方法 |
| JP2014048273A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | 気象レーダ装置、フェーズドアレイレーダ装置、観測シーケンス作成方法 |
| JP2014173865A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Toshiba Corp | 気象レーダ装置、観測シーケンス作成方法及び観測シーケンス作成プログラム |
| JP6316970B2 (ja) * | 2014-09-03 | 2018-04-25 | 古野電気株式会社 | 気象レーダ制御装置、気象観測システム、気象レーダ制御方法、および気象レーダ制御プログラム |
| CN104597431B (zh) * | 2015-01-21 | 2017-04-19 | 中国空间技术研究院 | 多自由度极化云测量雷达试验平台 |
| WO2017126171A1 (ja) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 株式会社 東芝 | 気象現象発生可能性判定システムおよび方法 |
| GB2551340B (en) * | 2016-06-13 | 2023-05-03 | Sgurrenergy Ltd | Methods and systems for use in remote sensing |
| RU2645905C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2018-03-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Многопозиционная сетевая система метеорологической радиолокации |
| CN110850406A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-28 | 西安华腾微波有限责任公司 | 消雹精准作业引导方法 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP07747698A patent/JP3473385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11271443A (ja) | 1999-10-08 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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