最新8天气雷达基数据标准格式v10.docx

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最新8天气雷达基数据标准格式v10

8.天气雷达基数据标准格式（v1.0）

天气雷达基数据标准格式〔V1.0版〕

1概述

1.1适用范围

本格式规定了天气雷达基数据文件的结构、命名、单位和参数范围，我国各型号天气雷达生成的基数据应符合本格式要求。

本格式适用于基数据的传输、存储和效劳。

1.2数据类型定义

文中的数据类型定义均基于32位操作系统〔如Linux/Windows〕，主要包括：

•INT–4字节整型

•SHORT–2字节整型

•CHAR*N–N字节字符型

•FLOAT–4字节浮点类型，符合IEEE754标准

•LONG–8字节整型

1.3基数据结构

基数据文件分为多个区块，每个区块描述一组信息。

如站点配置块用来描述雷达站的信息，包括经纬度、天线架设高度等。

基数据可分为公共数据块和径向数据块两局部〔整体结构见表1-1〕，其中：

公共数据块用于提供数据站点信息、任务配置等公共信息。

〔见第二章〕

径向数据块用于存储天气雷达的探测资料，包括3个子块：

径向头、径向数据头以及径向数据。

〔见第三章〕

表1-1基数据整体结构

区块

内容

字节

CommonBlock

公共数据块

GENERICHEADER/通用头

32

SITECONFIGURATION/站点配置

128

TASKCONFIGURATION/任务配置

256

CUT#1CONFIGURATION/扫描配置#1

┊

CUT#NCONFIGURATION/扫描配置#N

256

┊

256

径向数据块

RadialBlock

Radial1

第1个径向

RADIALHEADER/径向头

64

MOMENTHEADER#1/径向数据头#1

MOMENTDATA#1/径向数据#1

┊

MOMENTHEADER#K/径向数据头#K

MOMENTDATA#K/径向数据#K

32

I

┊

32

I

……

……

……

RadialM

第M个径向

……

……

注：

N表示第N个仰角；M表示第M个径向；K表示第K个数据类型，数据类型定义详见表2-7；I表示径向数据长度，参见表3-1中的数据长度说明。

2公共数据块

公共数据块用于描述数据采集所需的参数，如雷达站点信息和任务配置参数等。

详细描述见表2-1。

表2-1公共数据块列表

BLOCK区块

BYTES字节

REMARKS描述

GENERICHEADER通用头块

32

文件格式版本、文件类型等信息，见表2-2

SITECONFIG站点配置

128

雷达站点信息，见表2-3

06

GroundHeight

地面高度

INT

Meter

米

0～9000

雷达塔楼地面海拔高度

07

Frequency

工作频率

FLOAT

MHz

兆赫

1.00～999,000.00

08

BeamWidthHori

水平波束宽度

FLOAT

Degree

度

0.10～2.00

09

BeamWidthVert

垂直波束宽度

FLOAT

Degree

度

0.10～2.00

10

RDAVersion

RDA版本号

INT

N/A

不适用

N/A

雷达数据采集软件版本号

11

RadarType

雷达类型

SHORT

N/A

不适用

N/A

1–SA

2–SB

3–SC

4–SAD

33–CA

34–CB

35–CC

36–CCJ

37–CD

12

Reserved

保存字段

54Bytes

N/A

不适用

N/A

2.4任务配置块

任务配置块提供雷达扫描任务一般信息，主要包括PPI、RHI以及扇扫等，共256字节。

详见表2-4。

表2-4任务配置块

序号

FIELDNAME

字段名称

TYPE

类别

UNIT

单位

RANGE

范围

REMARKS

描述

01

TaskName

任务名称

CHAR*32

N/A

不适用

ASCII

任务名称，如VCP21

02

TaskDescription

任务描述

CHAR*128

N/A

不适用

ASCII

03

PolarizationType

极化方式

INT

N/A

不适用

1～4

1–水平极化

2–垂直极化

3–水平/垂直同时

4–水平/垂直交替

04

ScanType

扫描任务类型

INT

N/A

不适用

0～6

0–体扫

1–单层PPI

2–单层RHI

3–单层扇扫

4–扇体扫

5–多层RHI

6–手工扫描

05

PulseWidth

脉冲宽度

INT

Nanosecond

纳秒

1～10000

发射脉冲宽度

06

ScanStartTime

扫描开始时间

INT

Second

秒

0～

扫描开始时间为UTC标准时间计数,1970年1月1日0时为起始计数基准点

07

CutNumber

扫描层数

INT

N/A

不适用

1～256

根据扫描任务类型确定的扫描层数

08

HorizontalNoise

水平通道噪声

FLOAT

dBm

分贝毫瓦

-100.00～0.00

水平通道的噪声电平

09

VerticalNoise

垂直通道噪声

FLOAT

dBm

分贝毫瓦

-100.00～0.00

垂直通道的噪声电平

10

HorizontalCalibration

水平通道标定值

FLOAT

dB

分贝

0.00～200.00

水平通道的反射率标定常数

11

VerticalCalibration

垂直通道标定值

FLOAT

dB

分贝

0.00～200.00

垂直通道的反射率标定常数

12

HorizontalNoise

Temperature

水平通道噪声温度

FLOAT

K

开氏温标

0.00～800.00

13

VerticalNoise

Temperature

垂直通道噪声温度

FLOAT

K

开氏温标

0.00～800.00

14

ZDRCalibration

ZDR标定偏差

FLOAT

dB

分贝

-10.00～10.00

15

PHIDPCalibration

差分相移标定偏差

FLOAT

Degree

度

-180.00～180.00

16

LDRCalibration

系统LDR标定偏差

FLOAT

dB

分贝

-60～0

17

Reserved

保存字段

40Bytes

N/A

不适用

N/A

2.5扫描配置块

扫描配置块提供具体扫描配置信息，每扫描配置块由256字节组成。

详见表2-5。

对于扫描任务来说，通常包括不止一个仰角或方位角，多个扫描的配置块依次排列在任务配置块后面。

表2-5扫描配置块

序号

FIELDNAME

字段名称

TYPE

类型

UNIT

单位

RANGE

范围

REMARKS

描述

01

ProcessMode

处理模式

INT

N/A

不适用

1～2

1-PPP

2-FFT

02

WaveForm

波形类别

INT

N/A

不适用

0～6

0–CS连续监测

1–CD连续多普勒

2–CDX多普勒扩展

3–RxTest

4–BATCH批模式

5–DualPRF双PRF

6-StaggeredPRT参差PRT

03

PRF#1

脉冲重复频率1

FLOAT

Hz

赫兹

1～3000

对于Batch、双PRF和参差PRT模式，表示高PRF值。

对于其它单PRF模式，表示唯一的PRF值。

04

PRF#2

脉冲重复频率2

FLOAT

Hz

赫兹

1～3000

对Batch、双PRF和参差PRT模式，表示低PRF值。

对其它单PRF模式，无效。

05

DealiasingMode

速度退模糊方法

INT

N/A

不适用

1～4

1–单PRF

2–双PRF3:

2模式

3–双PRF4:

3模式

4–双PRF5:

4模式

06

Azimuth

方位角

FLOAT

Degree

度

0.00～360.00

RHI模式的方位角

07

Elevation

俯仰角

FLOAT

Degree

度

-2.00～90.00

PPI模式的俯仰角

08

StartAngle

起始角度

FLOAT

Degree

度

-10.00～360.00

PPI扇扫的起始方位角，或RHI模式的高限仰角

09

EndAngle

结束角度

FLOAT

Degree

度

-10.00～360.00

PPI扇扫的结束方位角，或RHI模式的低限仰角

10

Angular

Resolution

角度分辨率

FLOAT

Degree

度

0.00～2.00

径向数据的角度分辨率，仅用于PPI扫描模式

11

ScanSpeed

扫描速度

FLOAT

Deg/sec

度/秒

0.00～36.00

PPI扫描的方位转速，或RHI扫描的俯仰转速

12

LogResolution

强度分辨率

INT

Meter

米

1～5,000

强度数据的距离分辨率

13

DopplerResolution

多普勒分辨率

INT

Meter

米

1～5,000

多普勒数据的距离分辨率

14

MaximumRange#1

最大距离1

INT

Meter

米

1～500,000

对应脉冲重复频率1的最大可探测距离

15

MaximumRange#2

最大距离2

INT

Meter

米

1～500,000

对应脉冲重复频率2的最大可探测距离

16

StartRange

起始距离

INT

Meter

米

1～500,000

数据探测起始距离

17

Sample#1

采样个数1

INT

N/A

不适用

2～512

对应于脉冲重复频率1的采样个数

18

Sample#2

采样个数2

INT

N/A

不适用

2～512

对应于脉冲重复频率2的采样个数

19

PhaseMode

相位编码模式

INT

N/A

不适用

1～3

1–固定相位

2–随机相位

3–SZ编码

20

AtmosphericLoss

大气衰减

FLOAT

dB/km

分贝/千米

0.000000～10.000000

双程大气衰减值，精度为小数点后保存6位

21

NyquistSpeed

最大不模糊速度

FLOAT

m/s

米/秒

0～100

理论最大不模糊速度

22

MomentsMask

数据类型掩码

LONG

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFFFFFFFFFF

以掩码的形式表示当前允许获取的数据类型，其中：

0–不允许获取数据

1–允许获取数据。

具体掩码定义见表2-6

23

MomentsSizeMask

数据大小掩码

LONG

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFFFFFFFFFF

以掩码形式表示每种数据类型字节数，其中：

0–1个字节

1–2个字节

对应数据类型顺序同表2-6

24

MiscFilterMask

滤波设置掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

0–未应用

1–应用

具体掩码定义见表2-7

25

SQIThreshold

SQI门限

FLOAT

N/A

不适用

0.00～1.00

26

SIGThreshold

SIG门限

FLOAT

dB

分贝

0.00～20.00

27

CSRThreshold

CSR门限

FLOAT

dB

分贝

0.00～100.00

28

LOGThreshold

LOG门限

FLOAT

dB

分贝

0.00～20.00

29

CPAThreshold

CPA门限

FLOAT

N/A

不适用

0.00～100.00

30

PMIThreshold

PMI门限

FLOAT

N/A

不适用

0.00～1.00

31

DPLOGThreshold

PMI门限

FLOAT

N/A

不适用

0.00～1.00

32

Thresholdsr

阈值门限保存

CAHR*4

N/A

不适用

N/A

保存字段

33

dBTMask

dBT质控掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

dBT数据使用的质控门限掩码，其中：

0–未应用

1–应用

具体掩码位定义见表2-8

34

dBZMask

dBZ质控掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

dBZ数据使用的质控门限掩码，具体掩码位定义见表2-8，其中：

0–未应用

1–应用

35

VelocityMask

速度质控掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

速度数据使用的质控门限掩码，具体掩码位定义见表2-8，其中：

0–未应用

1–应用

36

SpectrumWidthMask

谱宽质控掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

谱宽数据使用的质控门限掩码，具体掩码位定义见表2-8，其中：

0–未应用

1–应用

37

DPMask

偏振量质控掩码

INT

N/A

不适用

0～0xFFFFFFFF

偏振量数据使用的质控门限掩码，具体掩码位定义见表2-8，其中：

0–未应用

1–应用

38

MaskReserved

质控掩码保存位

12Bytes

N/A

不适用

保存，用于标识质控方法

39

ScanSync

扫描同步标志

INT

N/A

不适用

保存，用于多部雷达同步扫描标识

40

Direction

天线运行方向

INT

N/A

不适用

1～2

仅对PPI模式有效

1–顺时针

2–逆时针

41

GroundClutter

ClassifierType

地物杂波图类型

SHORT

N/A

不适用

1～4

1–所有数据不滤波

2–全程滤波

3–使用实时动态滤波图

4–使用静态滤波图

42

GroundClutter

FilterType

地物滤波类型

SHORT

N/A

不适用

0～5

0–不滤波

1–频域自适应滤波

2-固定宽带频域滤波器

3-可变宽带频域滤波器

4-可变最小方差频域滤波器

5–IIR时域滤波

43

GroundClutter

FilterNotchWidth

地物滤波宽度

SHORT

0.1m/s

0.1米/秒

0.1～10.0

44

GroundClutter

FilterWindow

滤波窗口类型

SHORT

N/A

不适用

0～4

滤波算法FFT窗口类型

0–矩形窗

1–汉明窗

2–Blackman窗

3–自适应窗口

4–无

45

Reserved

保存字段

712Bytes

N/A

不适用

N/A

表2-6数据类型掩码定义

DATATYPE

数据类型

BIT（LSB）

掩码比特位

MOMENT

数据类型

REMARKS

描述

0

0

Reserved

数据标志，保存

1

1

dBT

滤波前反射率〔TotalReflectivity〕

2

2

dBZ

滤波后反射率（Reflectivity）

3

3

V

径向速度（DopplerVelocity）

4

4

W

谱宽〔SpectrumWidth〕

5

5

SQI

信号质量指数〔SignalQualityIndex〕

6

6

CPA

杂波相位一致性〔ClutterPhaseAlignment〕

7

7

ZDR

差分反射率〔DifferentialReflectivity〕

8

8

LDR

退偏振比〔LinerDifferentialRatio〕

9

9

CC

协相关系数〔CrossCorrelationCoefficient〕

10

10

ΦDP

差分相移〔DifferentialPhase〕

11

11

KDP

差分相移率〔SpecificDifferentialPhase〕

12

12

CP

杂波可能性〔ClutterProbability〕

13

13

Reserved

数据标志，保存

14

14

HCL

双偏振相态分类〔HydroClassification〕

15

15

CF

杂波标志〔ClutterFlag〕

16

16

SNRH

水平通道信噪比〔HorizontalSignalNoiseRatio〕

17

17

SNRV

垂直通道信噪比〔VerticalSignalNoiseRatio〕

18-31

18-31

Reserved

数据标志，保存

32

32

Zc

订正后反射率〔CorrectedReflectivity〕

33

33

Vc

订正后径向速度（CorrectedDopplerVelocity）

34

34

Wc

订正后谱宽〔CorrectedSpectrumWidth〕

35

35

ZDRc

订正后差分反射率（CorrectedDifferentialReflectivity）

表2-7滤波设置掩码定义

BIT（LSB）

比特位/值

FILTER

滤波方法

REMARKS

描述

0

干扰过滤

基于脉冲检查的干扰过滤算法

1

奇异点过滤

奇异点过滤算法

2

一维反射率点杂波过滤

对反射率数据使用的一维点杂波过滤

3

一维多普勒点杂波过滤

对多普勒数据使用的一维点杂波过滤

4

二维反射率数据点杂波过滤

对反射率数据使用的二维〔3*3方位和距离〕点杂波过滤

5

二维多普勒点杂波过滤

对多普勒数据使用的二维〔3*3方位和距离〕点杂波过滤

6-31

保存

表2-8质控门限定义

BIT（LSB）

比特位/值

Threshold

门限

REMARKS

描述

0

SQI

信号质量指数

1

SIG

天气信号强度

2

CSR

地物杂波与天气信号比率

3

LOG

信噪比

4

CPA

地物杂波相位稳定指数

5

PMI

极化天气信号指数

6

DPLOG

偏振量信噪比

7-31

Reserved

保存

3径向数据块

3.1径向头块

径向头块提供数据状态、采集时间等信息，共64字节，详见表3-1。

表3-1径向头块

序号

FIELDNAME

字段名称

TYPE/BYTES

类型/字节

UNIT

单位

RANGE

范围

REMARKS

描述

01

RadialState

径向数据状态

INT

N/A

不适用

0～6

0–仰角开始

1–中间数据

2–仰角结束

3–体扫开始

4–体扫结束

5–RHI开始

6–RHI结束

02

SpotBlank

消隐标志

INT

N/A

不适用

0～1

0–正常

1–消隐

03

SequenceNumber

序号

INT

N/A

不适用

1～65536

每个体扫径向从1计数

04

RadialNumber

径向数

INT

N/A

不适用

1～1000

每个扫描从1计数

05

ElevationNumber

仰角编号

INT

N/A

不适用

1～50

仰角编号，每个体扫从1计数

06

Azimuth

方位角

FLOAT

Degree

度

0.00～360.00

扫描的方位角度

07

Elevation

仰角

FLOAT

Degree

度

-2.00～90.00

扫描的俯仰角度

08

Seconds

秒

INT

Second

秒

0～

径向数据采集的时间，UTC计数的秒数,从1970年1月1日0时开始计数

09

Microseconds

微秒

INT

Microsecond

微秒

0～

径向数据采集的时间除去UTC秒数后，留下的微秒数

10

Lengthofdata

数据长度

INT

Bytes

字节

1～100000

仅本径向数据块所占用的长度

11

MomentNumber

数据类别数量

INT

N/A

不适用

1～64

径向数据类别〔如Z，V，W等各占一种〕的数量

12

Reserved

保存字段

20Bytes

N/A

不适用

3.2径向数据块

径向数据块用来存储雷达探测的径向数据资料，如反射率Z、径向速度V以及谱宽W等。

它包括径向数据头（表3-2）和径向数据（表3-3）。

数据块的数量由径向数据头中的数据类别数量〔MomentNumber〕来决定。

表3-2径向数据头

序号

FIELDNAME

字段名称

TYPE/BYTES

类型/字节

UNIT

单位

RANGE

范围

REMARKS

描述

01

DataType

数据类型

INT

N/A

不适用

1～64

具体径向数据类型见表2-6

02

Scale

比例

INT

N/A

不适用

0～32768

数据编码的比例

03

Offset

偏移

INT

N/A

不适用

0～32768

数据编码的偏移

04

BinLength

库字节长度

SHORT

Bytes

字节

1～2

保存一个距离库值用的字节数

05

Flags

标志

SHORT

N/A

不适用

数据标志位，暂不使用

06

Length

长度

INT

Bytes

字节

1～32768

距离库数据的长度，不包括当前的径向数据头大小

07

Reserved

保存字段

12Bytes

表3-3径向数据

FIELDNAME

字段名称

REMARKS

描述

Data

数据

径向数据头后为按库依次保存的径向数据，距离库数可以根据径向数据头中的参数长度Length和库字节长度B