Отображение радиолокационных данных: CAPPI и горизонтальные срезы погоды.
Constant altitude plan position indicator
Радар CAPPI: горизонтальный срез данных об осадках на постоянной высоте. Разработан в McGill University для решения проблем PPI радаров. История создания.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Отображение развертки радиолокатора погоды
Weather radar sweep display
Постоянновысотный индикатор положения (ПВП), более известный как CAPPI, – это радарный дисплей, представляющий собой горизонтальное сечение данных на постоянной высоте. Он был разработан Университетом Макгилла в Монреале группой Stormy Weather для решения некоторых проблем, связанных с PPI:
The constant altitude plan position indicator, better known as CAPPI, is a radar display which gives a horizontal cross section of data at constant altitude. It has been developed by McGill University in Montreal by the Stormy Weather Group to circumvent some problems with the PPI:
Изменение высоты в зависимости от расстояния до радара. Проблемы с наземными отражениями вблизи радара.
Altitude changing with distance to the radar. Ground echoes problems near the radar.
Определение и история
В 1954 году Университет Макгилла получил новый радар (CPS 9), который обладал более высоким разрешением и использовал FASE (Fast Azimuth Slow Elevation) для программирования многоугольного зондирования атмосферы. В 1957 году Лэнглебен и Гаэрти разработали схему с использованием FASE, позволяющую сохранять данные только на определенной высоте для каждого угла и выполнять сканирование на 360 градусов. Если посмотреть на схему, то каждый угол возвышения или PPI содержит данные на высоте X на определенном расстоянии от радара. Используя данные на правильном расстоянии, формируется кольцевая область данных на высоте X. Соединяя все кольца, полученные с разных углов, формируется CAPPI. CAPPI состоит из данных с каждого угла, находящихся на высоте, необходимой для поперечного сечения (жирные зигзагообразные линии на левой схеме). В первые годы данные сканирования отображались непосредственно на катодно-лучевой трубке, а фоточувствительное устройство фиксировало каждое кольцо по мере его завершения. Затем все эти отснятые кольца собирались вместе. К 1958 году Ист разработал сборку данных в реальном времени вместо отложенной. К середине 1970-х годов развитие компьютерных технологий позволило собирать данные в электронном виде и упростить создание CAPPI. Сегодня метеорологические радары собирают данные в реальном времени с большого количества углов. Многие страны, такие как Канада, Великобритания и Австралия, сканируют достаточное количество углов, чтобы получить почти непрерывный вертикальный профиль (с учетом ширины луча радара) и создавать CAPPI. Другие страны, такие как Франция и Соединенные Штаты, используют меньшее количество углов и предпочитают PPI или композиты максимальных отражений над определенной точкой.
In 1954, McGill University obtained a new radar (CPS 9) which had a better resolution and used FASE (Fast Azimuth Slow Elevation) to program multi angle soundings of the atmosphere. In 1957, Langleben and Gaherty developed a scheme with FASE to keep only the data at a certain height at each angle and scan on 360 degrees. If we look at the diagram, each angle of elevation or PPI has data at height X at a certain distance from the radar. Using the data at the right distance, one forms an annular ring of data at height X. Assembling all the rings coming from the different angles gives you the CAPPI. The CAPPI is composed of data from each angle that is at the height requested for the cross section (bold lines in zig zag on the left diagram). In the early days, the scan data collected where shown directly on the cathodic screen and a photo sensitive device captured each ring as it was completed. Then all those photographed rings were assembled. By 1958, East developed a real time assembly instead of a delayed one. By the mid 1970s, computer developments made it possible to gather data in electronic form and make CAPPIs more easily. Today, weather radars collect in real time data on a large number of angles. Many countries such as Canada, UK and Australia, scan a large enough number of angles with their radars to have an almost continuous vertical view (taking into account the radar beam width) and produce CAPPIs. Other countries, like France and United States, use fewer angles and prefer PPIs or composite of maximum reflectivities above a point.
Использование
Вверху справа – пример CAPPI на высоте 1,5 км. Если посмотреть на диаграмму углов, то видно, что в зависимости от высоты CAPPI существует расстояние, за пределами которого данные отсутствуют. Участок CAPPI за этим расстоянием отображает данные с самого нижнего PPI. Чем выше CAPPI над землей, тем меньше эта зона PPI.
Above right is an example of a CAPPI at 1.5 km altitude. Looking at the diagram of angles, that depending on the height of the CAPPI, there comes a distance where no data is available. The portion beyond this distance on a CAPPI is then showing data from the lowest PPI. The higher is the CAPPI above ground, the smaller is that PPI zone.