球載式下投國產(chǎn)北斗探空儀測風(fēng)性能評(píng)估

郭啟云 楊加春 楊榮康 錢媛 曹曉鐘

摘要基于球載式下投北斗探空儀測風(fēng)觀測試驗(yàn)，建立了針對(duì)下投式的測風(fēng)試驗(yàn)評(píng)估方法.試驗(yàn)結(jié)果表明上升段北斗測風(fēng)的準(zhǔn)確度接近RS92探空儀的探測準(zhǔn)確度要求，兩者一致性較好；下降段RS92測風(fēng)誤差基本上與上升段的屬于同一量級(jí)水平，下降初期測風(fēng)數(shù)據(jù)在使用時(shí)需要做預(yù)處理或者有效控制；下降段BD探空儀測風(fēng)誤差與下降段RS92的基本相當(dāng)，除了球炸初期外，基本上接近WMO的測量要求，此外初期的急速下降對(duì)導(dǎo)航定位測風(fēng)提出了更高的技術(shù)要求.整體而言，球載式下投探空觀測在時(shí)間上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有的1次探空進(jìn)行加密，在空間上可以增加1個(gè)區(qū)域的探測，并為對(duì)現(xiàn)有探空站網(wǎng)分布進(jìn)行合理優(yōu)化提供依據(jù)，具有良好的應(yīng)用前景.關(guān)鍵詞

球載下投；北斗測風(fēng)；探測準(zhǔn)確度

中圖分類號(hào)P41223

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

0引言

高空氣象觀測作為綜合氣象觀測的重要組成部分，常描述高空大氣的氣候變化，不僅要滿足天氣分析和數(shù)值預(yù)報(bào)的需要[1]，還要滿足氣候變化監(jiān)測的需要[2]，同時(shí)還可作為風(fēng)廓線、GNSS/MET水汽觀測等遙感設(shè)備的參考標(biāo)準(zhǔn)和真實(shí)性檢驗(yàn)要求[34].目前，世界上最常用的高空風(fēng)探測手段還是氣球攜帶探空儀升空和地基設(shè)備跟蹤實(shí)現(xiàn)測風(fēng).對(duì)于常規(guī)探空測風(fēng)技術(shù)，全球范圍主要有3種類型：高空氣象探測雷達(dá)探空儀系統(tǒng)、導(dǎo)航測風(fēng)探空系統(tǒng)和無線電經(jīng)緯儀測風(fēng)探空系統(tǒng).20世紀(jì)80年代以來，隨著導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展，相繼出現(xiàn)了奧米伽、羅蘭C、GPS等導(dǎo)航測風(fēng)系統(tǒng)[5].目前，全球定位系統(tǒng)（GPS）由于其技術(shù)相對(duì)成熟，被廣泛用于測風(fēng)定位系統(tǒng)中[6].我國從2002年開始對(duì)探空系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)換代，基本形成了以L波段雷達(dá)電子探空儀為主體的探測體系[7].國內(nèi)學(xué)者基于地面氣象觀測做了大量研究工作，這為我國探空技術(shù)發(fā)展提供了良好的試驗(yàn)基礎(chǔ)[810].GPS探空技術(shù)以其優(yōu)越的定位準(zhǔn)確度而成為未來高空氣象探測系統(tǒng)的發(fā)展方向[11].

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展以及考慮探空經(jīng)濟(jì)成本和加密觀測的進(jìn)一步需求，我國探空業(yè)務(wù)將從二次雷達(dá)測風(fēng)逐步過渡到衛(wèi)星導(dǎo)航測風(fēng)，而球載式下投探空觀測為未來業(yè)務(wù)發(fā)展帶來了新的發(fā)展思路.下投探空利用某種平臺(tái)下投探空儀實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、濕度和風(fēng)速風(fēng)向等測量[12]，可以有效彌補(bǔ)常規(guī)探空在時(shí)間和空間上的不足[13]，它與QuikSCAT散射計(jì)資料[14]結(jié)合可以彌補(bǔ)惡劣天氣條件下和廣闊洋面上氣象資料匱乏的空白[15].我國現(xiàn)有高空站網(wǎng)整體分布不均，有資料空白區(qū)，而每年的加密探空需求呈增加趨勢，因此，本文利用2017年中國氣象局氣象探測中心（簡稱探測中心）在長沙組織的下投探空試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)球載式下投國產(chǎn)北斗探空儀測風(fēng)性能進(jìn)行綜合分析，為探空業(yè)務(wù)發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ).

1試驗(yàn)儀器介紹

2017年3月3—5日，探測中心在長沙探空站進(jìn)行了芬蘭維薩拉RS92探空儀（簡稱RS92探空儀）、國產(chǎn)BD探空儀（簡稱BD探空儀）帶降落傘開展下投式（簡稱球載式下投探空）同球雙施放測風(fēng)比對(duì)試驗(yàn).其中RS92探空儀是目前世界上測量性能較好的探空儀之一，以GPS對(duì)探空儀定位實(shí)現(xiàn)定位測風(fēng)，常作為比對(duì)試驗(yàn)中的參考標(biāo)準(zhǔn)；BD

探空儀是由國內(nèi)探空儀廠家研制生產(chǎn)的，測風(fēng)技術(shù)采用BDGPS聯(lián)合導(dǎo)航體制，定位模塊采用國內(nèi)廠家自主研制，專為GNSS高空氣象探空儀所定制的導(dǎo)航定位模塊，該模塊所采用的HD8020芯片具有高性能和低功耗的特點(diǎn)，性能良好的導(dǎo)航定位服務(wù)（水平定位誤差≤±10m、垂直定位誤差≤±15m）能最大程度地降低對(duì)空間和電源的要求，易于集成和使用；氣象氣球采用中國氣象局業(yè)務(wù)用氣球作為上升段的載體，降落傘采用國際主流專用于探空儀下投的國產(chǎn)型號(hào)作為下降段的載體.

2試驗(yàn)情況及評(píng)估方法

21試驗(yàn)情況

施放地點(diǎn)長沙探空站位于長江流域附近，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫172℃，年均降水量13616mm.球載式下投探空測風(fēng)有效施放10次，天氣情況全為陰.每次氣球爆炸后降落傘均能打開負(fù)載探空儀下落，其中有1次是BD傳感器發(fā)生故障，1次是RS92在高空23km失效，地面無接收數(shù)據(jù)，記為儀器故障.施放具體情況如表1所示.

上升過程根據(jù)配重在地面充灌適當(dāng)氫氣，將氣球平均升速控制在6～7m/s.整體而言，球炸平均高度為29km.下降時(shí)由于氣球爆破降落傘剛打開，空氣稀薄，重力起主要作用，下降速度在30m/s左右，下降至對(duì)流層頂（16km）附近時(shí)約為7～10m/s；下降至8km左右時(shí)，斜距達(dá)到220km左右，由于低仰角（約1°）遮擋受限，接收機(jī)信號(hào)減弱直至消失.此外，上升段RS92、BD的試驗(yàn)樣本隨高度增加，總體呈逐漸減小的趨勢，下降段RS9、BD隨著高度減少，總體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢.

22評(píng)估內(nèi)容

評(píng)估分析主要側(cè)重于風(fēng)這個(gè)氣象要素，以風(fēng)的南北分量、東西分量來體現(xiàn).具體包括以下3個(gè)方面：1）以上升段RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估同球上升的BD測量性能；2）以上升段的RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估同一RS92數(shù)據(jù)在下降段的準(zhǔn)確性；3）以下降段的RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估同降落傘下降BD的可用性.

23統(tǒng)計(jì)方法

以同球施放上升（同一探空儀在不同上下段或者同降落傘下降）參考標(biāo)準(zhǔn)的測量值為約定真值，求出被評(píng)估測風(fēng)秒數(shù)據(jù)和參考標(biāo)準(zhǔn)的差，記為di，對(duì)di以秒為時(shí)間單位進(jìn)行平均（直接）偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算，并以觀測業(yè)務(wù)規(guī)范[16]約定的高度分層顯示.具體計(jì)算方法如下：

1）平均偏差：

=∑ni=1（Xpi-Xbi）n，（1）

表示評(píng)估對(duì)象（上升段BD、下降段RS92、下降段BD，以Xpi標(biāo)識(shí)）與參考標(biāo)準(zhǔn)（上升段RS92、下降段RS92，以Xbi標(biāo)識(shí)）的平均偏差，n代表總探空數(shù)據(jù)量.

2）標(biāo)準(zhǔn)偏差：

σ=∑ni=1（Xpi-Xbi-）2n-1.（2）

此外，上升段、下升段的風(fēng)計(jì)算均來自BDGPS導(dǎo)航定位，計(jì)算方法遵照WMO《氣象儀器和觀測方法》[17].但由于球和降落傘的分離模式采用的是球自然爆炸后分離，因此，在球炸后會(huì)由于上升驟停導(dǎo)致劇烈抖動(dòng)以及降落傘未有效打開使得降速很大.根據(jù)觀測業(yè)務(wù)規(guī)范要求將升速和降速控制在6～7m/s時(shí)的數(shù)據(jù)納入計(jì)算，其他數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù).

3試驗(yàn)結(jié)果分析

31上升RS92評(píng)估同球上升BD

311風(fēng)東西分量

BD與RS92探空儀的風(fēng)東西分量一致性好，風(fēng)的變化細(xì)微結(jié)構(gòu)均能得到較好的體現(xiàn)，其在10～14km的大風(fēng)區(qū)（65～70m/s）也有較好的跟隨性（圖1a）.從單個(gè)樣本來看，BD與RS92探空儀的風(fēng)東西分量偏差有一定的差異，但變化較小，整體上在±10m/s以內(nèi)（圖1b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖2a）：整體而言，BD與RS92的上升段整體合成誤差在10m/s左右.30km到球炸，BD上升風(fēng)東西分量與RS92上升段的標(biāo)準(zhǔn)偏差在08m/s左右；30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差在10m/s以內(nèi)；對(duì)流層附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，在07m/s以內(nèi)；對(duì)流層以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差減少，在05m/s左右.

2）平均（直接）偏差（圖2b）：整體而言，BD與RS92的上升段風(fēng)東西分量平均偏差合成在±03m/s以內(nèi)；整體上表現(xiàn)為有正有負(fù)，低層為正偏差，中層為負(fù)偏差，高層以正偏差為主；在頂層30km以上正偏差較大，說明BD的定位風(fēng)東西分量是大于RS92的.

312風(fēng)南北分量

與風(fēng)東西分量一樣，BD與RS92探空儀的風(fēng)南北分量一致性也非常好，風(fēng)的變化細(xì)微結(jié)構(gòu)均能得到較好的體現(xiàn)，同時(shí)兩者風(fēng)的大小均明顯小于東西方向的（圖3a），這與我國處于西風(fēng)帶影響區(qū)域有直接關(guān)系.從單個(gè)樣本來看，BD與RS92探空儀的風(fēng)南北分量偏差差異較小，整體上在±10m/s以內(nèi)（圖3b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖4a）：整體而言，BD與RS92的上升段整體合成誤差在10m/s左右.30km到球炸，BD上升風(fēng)南北分量與RS92上升段的標(biāo)準(zhǔn)偏差在12m/s左右；30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差在10m/s以內(nèi)；在對(duì)流層附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差也較小在10m/s以內(nèi)；對(duì)流層以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差減少，在05m/s左右.

2）平均（直接）偏差（圖4b）：整體而言，BD與RS92的上升段風(fēng)南北分量平均偏差合成在±03m/s以內(nèi)；整體上表現(xiàn)為有正有負(fù)，沒有明顯規(guī)律，呈現(xiàn)左右擺動(dòng)趨勢；在頂層30km以上偏差最大，說明BD在頂層附近的測風(fēng)誤差較大，這與此時(shí)氣球在南北方向風(fēng)速較小情況下頻繁擺動(dòng)有直接關(guān)系.

313小結(jié)

從風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量兩個(gè)方面以上升RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估同球上升BD，結(jié)果表明上升段BD的風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量的誤差（標(biāo)準(zhǔn)偏差≤10m/s，平均偏差：±10m/s）接近RS92的探測準(zhǔn)確度要求（±10m/s，95%的置信區(qū)間）.由于是以RS92為標(biāo)準(zhǔn)，因此誤差是兩者間的綜合結(jié)果，未去

上升段探測是以氣球?yàn)檩d體，下降段探測是以降落傘為載體的，同一探空儀由于發(fā)生漂移，探測環(huán)境相對(duì)發(fā)生了改變.假設(shè)大氣氣流流動(dòng)均勻，以上升的RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估同一RS92探空儀在下降段的測風(fēng)準(zhǔn)確性.

321風(fēng)東西分量

RS92下降段風(fēng)東西分量與RS92上升段風(fēng)東西分量整體上一致性較好，在大風(fēng)區(qū)域（65～70m/s）附近也有較好跟隨性，但下降段的風(fēng)東西分量的細(xì)微結(jié)構(gòu)沒有上升段明顯（圖5a）.從單個(gè)樣本來看，RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)東西分量偏差有較大的差異，整體上在±30m/s左右（圖5b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖6a）：RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)東西分量相比，整體上合成誤差在25m/s左右.球炸到30km，RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)東西分量標(biāo)準(zhǔn)偏差在30～60m/s；30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差在15～3m/s；在對(duì)流層附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差不大，在40m/s左右；對(duì)流層以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差先減少再增大，在10km附近，標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，達(dá)70m/s.從探測原始數(shù)據(jù)來看，由于此時(shí)探測距離遠(yuǎn)、仰角低，接收機(jī)接收的信號(hào)存在較多誤碼，數(shù)據(jù)采取了線性插值處理，未能反映出實(shí)際的風(fēng)速變化.

2）平均（直接）偏差（圖6b）：RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)東西分量相比，除10km以外，整體上合成誤差在±20m/s以內(nèi).對(duì)流層以上，表現(xiàn)為正偏差為主；對(duì)流層以下（10km除外），表現(xiàn)為負(fù)偏差為主.在10km附近，存在負(fù)偏差的最大值，可達(dá)-60m/s，與標(biāo)準(zhǔn)偏差有對(duì)應(yīng)關(guān)系，說明此時(shí)因探測距離較遠(yuǎn)信號(hào)受低仰角遮擋無法正常接收.

322風(fēng)南北分量

與風(fēng)東西分量相比，RS92下降段風(fēng)南北分量與RS92上升段風(fēng)南北分量整體上一致性略差，20km以上，跟隨性相對(duì)較好，20km以下，跟隨性不好（圖7a）.從單個(gè)樣本來看，RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)南北分量偏差有較大的差異，整體上在-10～60m/s（圖7b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖8a）：RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)南北分量相比，整體上合成誤差在30m/s左右.球炸到30km，RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)南北分量標(biāo)準(zhǔn)偏差波動(dòng)范圍較大，在10～50m/s，說明與此時(shí)球炸以后抖動(dòng)有直接關(guān)系.30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差在20～50m/s；在對(duì)流層附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，在70m/s左右；對(duì)流層以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差逐步減少.

2）平均（直接）偏差（圖8b）：RS92下降段與RS92上升段的風(fēng)南北分量相比，除10km和球炸高層附近以外，整體上合成誤差在±20m/s以內(nèi).球炸高層附近，平均偏差較大，在-100m/s以上.整體上，偏差沒有明顯規(guī)律，呈現(xiàn)正負(fù)交替分布出現(xiàn)；對(duì)流層以下（10km除外），表現(xiàn)為負(fù)偏差為主.在10km

在氣球爆破剛結(jié)束時(shí)，由于RS92探空儀所處環(huán)境的空氣密度小，降落傘沒有完全打開，存在類似“自由落體”的現(xiàn)象，前期降落約為45m/s左右，對(duì)定位有一定影響，從而影響下降段測風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量，造成測風(fēng)的細(xì)微結(jié)構(gòu)較難捕獲，因此使用該段數(shù)據(jù)時(shí)，要做預(yù)處理或者有效控制；隨著降落傘的逐步打開以及空氣密度變大，凈浮力起到一定的效果，降速逐步減小；直到18km時(shí)，下降速度減小到10m/s左右，降落傘在垂直方面起到支撐作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)的有效測量，再往后面至10km時(shí)，由于電池供電以及遠(yuǎn)距離對(duì)接收機(jī)低仰角遮擋影響，地面很難再接收到數(shù)據(jù)（圖9）.

324小結(jié)

從風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量兩個(gè)方面以氣球作為載體的上升RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估以降落傘為載體的下降同一RS92，結(jié)果表明上升段的RS92風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量與下降段的誤差基本上與上升段的處于同一量級(jí)（標(biāo)準(zhǔn)偏差≤30m/s，平均偏差：±20m/s），說明有良好的應(yīng)用前景.同時(shí)，下降初期由于空氣密度小，降落傘沒有完全打開，存在類似“自由落體”的現(xiàn)象，影響下降段測風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量，使用時(shí)需要進(jìn)行預(yù)處理或者有效控制；直到18km時(shí)，數(shù)據(jù)可用性基本

33下降RS92評(píng)估同降落傘下降BD

在下降段，RS92、BD探空儀以降落傘為同一載體進(jìn)行同步觀測，探測環(huán)境相對(duì)上升、下降對(duì)比分析是保持一致的.BD探空儀下投10次中有2次在下投階段發(fā)生定位信號(hào)丟失，不參與統(tǒng)計(jì)分析.

331風(fēng)東西分量

BD下降段的風(fēng)東西分量與RS92下降段的整體一致性略差，在頂層球炸附近由于降速非?？?，其數(shù)據(jù)基本上不可用.18km時(shí)，其與RS92下降段的一致性較好，在大風(fēng)區(qū)域（65～70m/s）附近也有較好跟隨性，但BD下降段的風(fēng)東西分量的細(xì)微結(jié)構(gòu)沒有RS92下降段明顯（圖10a）.從單個(gè)樣本來看，BD下降段與RS92下降段的風(fēng)東西分量偏差有較大的差異變化，整體上在±50m/s左右（圖10b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖11a）：BD下降段的風(fēng)東西分量與RS92下降段的風(fēng)東西分量相比，整體上合成誤差在15m/s以內(nèi).球炸到30km，BD下降段的風(fēng)東西分量基本上不可以用，不參與統(tǒng)計(jì)分析.30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差呈現(xiàn)“之”變化，在05～25m/s.20km到對(duì)流層頂附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差逐漸增大，由05m/s逐漸增大到25m/s.在對(duì)流層附近14km左右，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差最大，在3m/s以內(nèi)；14km以下，又呈現(xiàn)反“之”變化，在13～35m/s，到10km以下，兩者受低仰角遮擋影響均沒有信號(hào).

2）平均（直接）偏差（圖11b）：BD下降段的風(fēng)東西分量與RS92下降段的整體上合成誤差在±15m/s以內(nèi).對(duì)流層頂附近存在負(fù)偏差最大值-28m/s.對(duì)流層以上（30km除外），表現(xiàn)為負(fù)偏差為主；對(duì)流層以下，表現(xiàn)為正偏差為主.在8km左右時(shí)，存在正偏差的最大值，可達(dá)15m/s，與標(biāo)準(zhǔn)偏差有對(duì)應(yīng)關(guān)系.

332風(fēng)南北分量

BD下降段的風(fēng)南北分量與RS92下降段的整體一致性略差，與風(fēng)的東西分量一致，其在頂層球炸附近由于降速非?？?，數(shù)據(jù)可用性受影響.18km時(shí)，其與RS92下降段的一致性較好，BD下降段的風(fēng)東西分量的細(xì)微結(jié)構(gòu)沒有RS92下降段明顯（圖12a）.從單個(gè)樣本來看，BD下降段與RS92下降段的風(fēng)東西分量偏差有較大的差異，整體上在±30m/s左右（圖12b）.

1）標(biāo)準(zhǔn)偏差（圖13a）：BD下降段的風(fēng)南北分量與RS92下降段的風(fēng)南北分量相比，整體上合成誤差在25m/s以內(nèi).球炸到30km，BD下降段的風(fēng)南北分量基本上不可以用，不參與統(tǒng)計(jì)分析.30～20km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏在2～3m/s.20km到對(duì)流層頂附近，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差在2～45m/s.對(duì)流層附近呈現(xiàn)“之”形變化，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差最大值超過6m/s.14～10km，兩者的標(biāo)準(zhǔn)偏差又減小，在4m/s以內(nèi)；10km以下，又呈現(xiàn)“之”形變化，在1～45m/s.

2）平均（直接）偏差（圖13b）：BD下降段的風(fēng)南北分量與RS92下降段的整體上合成誤差在±15m/s左右.頂層存在負(fù)偏差最大值，可到9m/s，與高速下降有直接關(guān)系.10km附近存在正偏差最大值，可到7m/s，與低仰角有直接關(guān)系.對(duì)流層以上（30km除外），表現(xiàn)為負(fù)偏差為主；對(duì)流層以下，表現(xiàn)為“之”形變化，變化為-2～6m/s.

333降速對(duì)測風(fēng)的影響

在氣球剛爆破時(shí)，由于BD探空儀與RS92探空儀所處環(huán)境的空氣密度小，降落傘沒有完全打開，存在類似“自由落體”的現(xiàn)象，前期降落在45m/s左右，對(duì)定位有一定影響，從而影響下降段測風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)下降度BD測風(fēng)的細(xì)微結(jié)構(gòu)沒有RS92明顯，因此與RS92下降一樣，在使用BD該段數(shù)據(jù)時(shí)，要做預(yù)處理或者有效控制；隨著降落傘的逐步打開以及空氣密度變大，凈浮力起到一定的效果，降速逐步減小；直到18km時(shí)，下降速度減小到10m/s左右，降落傘在垂直方面起到支撐作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)的有效測量，至8km時(shí)，由于遠(yuǎn)距離對(duì)接收機(jī)低仰角遮擋影響，地面很難再接收到數(shù)據(jù)（圖14）.

334小結(jié)

從風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量兩個(gè)方面以下降RS92為參考標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估同降落傘下降BD，結(jié)果表明下降段BD風(fēng)東西分量、

風(fēng)南北分量的誤差（標(biāo)準(zhǔn)偏差≤25m/s，平均偏差：±15m/s）與下降段的RS92測量相當(dāng)，接近WMO的測量要求（±10m/s）.下降段BD測風(fēng)前期數(shù)據(jù)沒有RS92細(xì)微，且在使用時(shí)，要做預(yù)處理或者有效控制；后期數(shù)據(jù)可用性與業(yè)務(wù)要求接近.同時(shí)，急速下降對(duì)導(dǎo)航定位測風(fēng)提出了更高的技術(shù)要求，對(duì)下降段的速度控制方法也有待進(jìn)一步改善.

4結(jié)論與討論

在長沙開展的球載式下投探空觀測試驗(yàn)針對(duì)測風(fēng)以風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量為兩個(gè)評(píng)估要素，從上升RS92評(píng)估同球上升BD、上升RS92評(píng)估下降同一RS92和下降RS92評(píng)估同降落傘下降BD等3個(gè)方面進(jìn)行結(jié)果分析，具體結(jié)論如下：

1）以上升RS92評(píng)估同球上升的BD，表明上升段BD的風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量的準(zhǔn)確度接近RS92的探測準(zhǔn)確度要求，具有較好的業(yè)務(wù)使用價(jià)值.此外，在上升段球炸處附近兩者平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)反查，這種現(xiàn)象與氣球頻繁擺動(dòng)以及球炸后晃動(dòng)有直接關(guān)系.

2）以上升RS92評(píng)估下降的同一RS92，表明下降段RS92的風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量與上升段的誤差處于同一量級(jí)，有較好的應(yīng)用前景.下降初期由于空氣密度小，降落傘沒有完全打開，存在類似“自由落體”的現(xiàn)象，影響下降段測風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量，使用時(shí)需要做預(yù)處理或者有效控制；直到18km時(shí)，數(shù)據(jù)可用性與業(yè)務(wù)要求接近.降至10km左右時(shí)，因探測距離較遠(yuǎn)，信號(hào)受低仰角遮擋影響無法有效跟蹤，數(shù)據(jù)缺測較多，這對(duì)異地布設(shè)接收機(jī)提出了要求.

3）以下降RS92評(píng)估同降落傘下降BD，表明下降段BD的風(fēng)東西分量、風(fēng)南北分量的誤差與下降段的RS92的基本相當(dāng)，比較接近WMO的測量要求，下降段BD測風(fēng)前期數(shù)據(jù)沒有RS92細(xì)微，在使用時(shí)，要做預(yù)處理或者有效控制；后期數(shù)據(jù)的可用性與業(yè)務(wù)要求接近.同時(shí)，急速下降對(duì)導(dǎo)航定位測風(fēng)提出了更高的技術(shù)要求，對(duì)下降段的速度控制方法也有待進(jìn)一步改善.

在長沙開展的球載式下投探空觀測試驗(yàn)表明基于上升段以球?yàn)檩d體、下降段以傘為載體的往返式探空觀測模式具有諸多優(yōu)勢：首先在時(shí)間上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有的1次探空進(jìn)行加密；其次通過載體漂移控制下降點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)原站施放、多站接收的觀測模式，有利于對(duì)現(xiàn)有探空站網(wǎng)分布進(jìn)行合理優(yōu)化；最后往返式測風(fēng)應(yīng)用會(huì)對(duì)導(dǎo)航定位提出更高的技術(shù)要求.整體而言，該技術(shù)應(yīng)用符合氣象綜合觀測從人工定性觀測向自動(dòng)化遙感遙測、定量觀測轉(zhuǎn)變的迫切需求，具有良好的應(yīng)用前景.

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