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1、天气雷达基数据标准格式（V1.0版）1 概述1.1适用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、存储和服务。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规 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
2、块两部分（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容字节Common Block公共数据块GENERIC HEADER/通用头32SITE CONFIGURATION/站点配置128TASK CONFIGURATION/任务配置256CUT #1 CONFIGURATION/扫描配置#1CUT #N CONFIGURATION/扫描配置#N256256径向数据块Radial BlockRadial 1第1个径向RADIA
3、L HEADER/径向头64MOMENT HEADER #1/径向数据头#1MOMENT DATA #1/径向数据#1MOMENT HEADER #K/径向数据头#KMOMENT DATA #K/径向数据#K32I32IRadial M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GENERIC HEADER通用头块3
4、2文件格式版本、文件类型等信息，见表2-2SITE CONFIG站点配置128雷达站点信息，见表2-3TASK CONFIG任务配置256扫描任务配置，见表2-4CUT CONFIG扫描配置256*N扫描配置信息，见表2-5注： N表示第N个扫描层，参见表2-5中的扫描层数说明2.1 通用头块通用头块用于标识文件的类别，容主要包括文件格式版本、文件类型等信息，共32字节。见表2-2。表 2-2 通用头块序号FIELD NAME字段名TYPE/BYTES类型/字节数UNIT单位RANGE围REMARKS描述01Magic Number魔术字INTN/A 不适用0x4D545352固定标志，用来指
5、示雷达数据文件。02Major Version主版本号SHORTN/A 不适用06553603Minor Version次版本号SHORTN/A 不适用06553604Generic Type文件类型INTN/A 不适用121基数据文件；2气象产品文件；05Product Type产品类型INTN/A 不适用1100文件类型为1时此字段无效。06Reserved保留字段16 BytesN/A 不适用N/A2.2 站点配置块站点配置块用于描述雷达站信息，共128字节。详见表2-3。表 2-3 站点配置块序号FIELD NAME字段名称TYPE/BYTES类型/字节数UNIT单位RANGE围REM
6、ARKS描述01Site Code站号CHAR*8N/A不适用ASCII站号具有唯一性，用来区别不同的雷达站，如Z901002Site Name站点名称CHAR*32N/A不适用ASCII站点名称，如BeiJing03Latitude纬度FLOATDegree度-90.00000090.000000雷达站天线所在位置纬度04Longitude经度FLOATDegree度-180.000000180.000000雷达站天线所在位置经度05Antenna Height天线高度INTMeter米09000天线馈源水平时海拔高度06Ground Height地面高度INTMeter米09000雷达塔楼
7、地面海拔高度07Frequency工作频率FLOATMHz兆赫1.00999,000.0008Beam Width Hori水平波束宽度FLOATDegree度0.102.0009Beam Width Vert垂直波束宽度FLOATDegree度0.102.0010RDA VersionRDA版本号INTN/A不适用N/A雷达数据采集软件版本号11Radar Type雷达类型SHORTN/A不适用N/A1SA2SB3SC4SAD33CA34CB35CC36CCJ37CD12Reserved保留字段54 BytesN/A不适用N/A2.4 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
8、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FIELD NAME字段名称TYPE类别UNIT单位RANGE围REMARKS描述01Task Name任务名称CHAR*32N/A不适用ASCII任务名称，如VCP2102Task Description任务描述CHAR*128N/A不适用ASCII03Polarization Type极化方式INTN/A不适用141 水平极化2 垂直极化3 水平/垂直同时4 水平/垂直交替04Scan Type扫描任务类型INTN/A不适用060 体扫1单层PPI2 单层RHI3 单层扇扫4 扇体扫5 多层RHI6 手工扫描
9、05Pulse Width脉冲宽度INTNanosecond纳秒110000发射脉冲宽度06Scan Start Time扫描开始时间INTSecond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07Cut Number扫描层数INTN/A不适用1256根据扫描任务类型确定的扫描层数08Horizontal Noise水平通道噪声FLOATdBm分贝毫瓦-100.000.00水平通道的噪声电平09Vertical Noise垂直通道噪声FLOATdBm分贝毫瓦-100.000.00垂直通道的噪声电平10Horizontal Calibration水平通道标定值F
10、LOATdB分贝0.00200.00水平通道的反射率标定常数11Vertical Calibration垂直通道标定值FLOATdB分贝0.00200.00垂直通道的反射率标定常数12Horizontal NoiseTemperature水平通道噪声温度FLOATK开氏温标0.00800.0013Vertical NoiseTemperature垂直通道噪声温度FLOATK开氏温标0.00800.0014ZDR CalibrationZDR标定偏差FLOATdB分贝-10.0010.0015PHIDP Calibration差分相移标定偏差FLOATDegree度-180.00180.0016
11、LDR Calibration系统LDR标定偏差FLOATdB分贝-60017Reserved保留字段40 BytesN/A不适用N/A2.5 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FIELD NAME字段名称TYPE类型UNIT单位RANGE围REMARKS描述01Process Mode处理模式INTN/A不适用121 - PPP2 - FFT02Wave Form波形类别INTN/A不适用060 CS连续监测1 CD连续多普勒
12、2 CDX多普勒扩展3 Rx Test4 BATCH批模式5 Dual PRF双PRF 6 - Staggered PRT 参差PRT03PRF #1脉冲重复频率1FLOATHz赫兹13000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。04PRF #2脉冲重复频率2FLOATHz赫兹13000对Batch、双PRF和参差PRT模式，表示低PRF值。对其它单PRF模式，无效。05Dealiasing Mode速度退模糊方法INTN/A不适用141 单PRF2 双PRF3:2模式3 双PRF4:3模式4 双PRF 5:4模式06Azimuth
13、方位角FLOATDegree度0.00360.00RHI模式的方位角07Elevation俯仰角FLOATDegree度-2.0090.00PPI模式的俯仰角08Start Angle起始角度FLOATDegree度-10.00360.00PPI扇扫的起始方位角，或RHI模式的高限仰角09End Angle结束角度FLOATDegree度-10.00360.00PPI扇扫的结束方位角，或RHI模式的低限仰角10AngularResolution角度分辨率FLOATDegree度0.002.00径向数据的角度分辨率，仅用于PPI扫描模式11Scan Speed扫描速度FLOATDeg/sec度/
14、秒0.0036.00PPI扫描的方位转速，或RHI扫描的俯仰转速12Log Resolution强度分辨率INTMeter米15,000强度数据的距离分辨率13Doppler Resolution多普勒分辨率INTMeter米15,000多普勒数据的距离分辨率14Maximum Range#1最大距离1INTMeter米1500,000对应脉冲重复频率1的最大可探测距离15Maximum Range#2最大距离2INTMeter米1500,000对应脉冲重复频率2的最大 可探测距离16Start Range起始距离INTMeter米1500,000数据探测起始距离17Sample #1采样个数
15、1INTN/A不适用2512对应于脉冲重复频率1的采样个数18Sample #2采样个数2INTN/A不适用2512对应于脉冲重复频率2的采样个数19Phase Mode相位编码模式INTN/A不适用131 固定相位2 随机相位3 SZ编码20Atmospheric Loss大气衰减FLOATdB/km分贝/千米0.00000010.000000双程大气衰减值，精度为小数点后保留6位21Nyquist Speed最大不模糊速度FLOATm/s米/秒0100理论最大不模糊速度22Moments Mask数据类型掩码LONGN/A不适用00xFFFFFFFFFFFFFFFF以掩码的形式表示当前允许
16、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2-623Moments Size Mask数据大小掩码LONGN/A不适用00xFFFFFFFFFFFFFFFF以掩码形式表示每种数据类型字节数，其中：01个字节1 2个字节对应数据类型顺序同表2-624Misc Filter Mask滤波设置掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFF0未应用1 应用具体掩码定义见表2-725SQI ThresholdSQI门限FLOATN/A不适用0.001.0026SIG ThresholdSIG门限FLOATdB分贝0.0020.0027CSR ThresholdCSR门限FLO
17、ATdB分贝0.00100.0028LOG ThresholdLOG门限FLOATdB分贝0.0020.0029CPA ThresholdCPA门限FLOATN/A不适用0.00100.0030PMI ThresholdPMI门限FLOATN/A不适用0.001.0031DPLOG ThresholdPMI门限FLOATN/A不适用0.001.0032Thresholds r阈值门限保留CAHR*4 N/A不适用N/A保留字段33dBT MaskdBT质控掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFFdBT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2-834dBZ Maskd
18、BZ质控掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFFdBZ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35Velocity Mask速度质控掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFF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36Spectrum Width Mask谱宽质控掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFF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37DP Mask偏振量质控掩码INTN/A不适用00xFFFFFFFF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
19、38Mask Reserved质控掩码保留位12 BytesN/A不适用保留，用于标识质控方法39Scan Sync扫描同步标志INTN/A不适用保留，用于多部雷达同步扫描标识40Direction天线运行方向INTN/A不适用12仅对PPI模式有效1 顺时针2 逆时针41Ground ClutterClassifier Type地物杂波图类型SHORTN/A不适用141 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42Ground ClutterFilter Type地物滤波类型SHORTN/A不适用050 不滤波1 频域自适应滤波2 - 固定宽带频域滤波器3 - 可变
20、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43Ground ClutterFilter Notch Width地物滤波宽度SHORT0.1 m/s0.1 米/秒0.110.044Ground ClutterFilter Window滤波窗口类型SHORTN/A不适用04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45Reserved保留字段712 BytesN/A不适用N/A表2-6 数据类型掩码定义DATA TYPE数据类型BIT(LSB)掩码比特位MOMENT数据类型REMARKS描述00Reserved数据标志，保留11dBT滤
21、波前反射率（Total Reflectivity）22dBZ滤波后反射率(Reflectivity)33V径向速度(Doppler Velocity)44W谱宽（Spectrum Width）55SQI信号质量指数（Signal Quality Index）66CPA杂波相位一致性（Clutter Phase Alignment）77ZDR差分反射率（Differential Reflectivity）88LDR退偏振比（Liner Differential Ratio）99CC协相关系数（Cross Correlation Coefficient）1010DP差分相移（Differentia
22、l Phase）1111KDP差分相移率（Specific Differential Phase）1212CP杂波可能性（Clutter Probability）1313Reserved数据标志，保留1414HCL双偏振相态分类（Hydro Classification）1515CF杂波标志（Clutter Flag）1616SNRH水平通道信噪比（Horizontal Signal Noise Ratio）1717SNRV垂直通道信噪比（Vertical Signal Noise Ratio）18-3118-31Reserved数据标志，保留3232Zc订正后反射率（Corrected Re
23、flectivity）3333Vc订正后径向速度(Corrected Doppler Velocity)3434Wc订正后谱宽（Corrected Spectrum Width）3535ZDRc订正后差分反射率(Corrected Differential Reflectivity)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*
24、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保留表 2-8 质控门限定义BIT(LSB)比特位/值Threshold门限REMARKS描述0SQI信号质量指数1SIG天气信号强度2CSR地物杂波与天气信号比率3LOG信噪比4CPA地物杂波相位稳定指数5PMI极化天气信号指数6DPLOG偏振量信噪比7-31Reserved保留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FIELD NAME字段名称TYPE/BYTES类型/字节UNIT单位RANGE围REMARK
25、S描述01Radial State径向数据状态INTN/A不适用060仰角开始1中间数据2仰角结束3体扫开始4体扫结束5RHI开始6RHI结束02Spot Blank消隐标志INTN/A不适用010正常1消隐03Sequence Number序号INTN/A不适用165536每个体扫径向从1计数04Radial Number径向数INTN/A不适用11000每个扫描从1计数05Elevation Number仰角编号INTN/A不适用150仰角编号，每个体扫从1计数06Azimuth方位角FLOATDegree度0.00360.00扫描的方位角度07Elevation仰角FLOATDegree
26、度-2.0090.00扫描的俯仰角度08Seconds秒INTSecond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09Microseconds微秒INTMicrosecond微秒0径向数据采集的时间除去UTC秒数后，留下的微秒数10Length of data数据长度INTBytes字节1100000仅本径向数据块所占用的长度11Moment Number数据类别数量INTN/A不适用164径向数据类别（如Z，V，W等各占一种）的数量12Reserved保留字段20 BytesN/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、
27、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（Moment Number）来决定。表 3-2 径向数据头序号FIELD NAME字段名称TYPE/BYTES类型/字节UNIT单位RANGE围REMARKS描述01Data Type数据类型INTN/A不适用164具体径向数据类型见表2-602Scale比例INTN/A不适用032768数据编码的比例03Offset偏移INTN/A不适用032768数据编码的偏移04Bin Length库字节长度SHORTBytes字节12保存一个距离库值用的字节数05Flags标志SH
28、ORTN/A不适用数据标志位，暂不使用06Length长度INTBytes字节132768距离库数据的长度，不包括当前的径向数据头大小07Reserved保留字段12 Bytes表3-3 径向数据FIELD NAME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Bin Length计算获得。 径向数据为无符号整形，可以为1字节的整形或者是2字节的整形（由Bin Length定义），它以编码的形式保存，编码使用的参数由Scale和Offset定义。实际的径向数据值可由下式计算，径向数据值 = (存储值-Offset)/Scale对于保存的编码值来说，5以下的值表示特殊意义，不应该被解码。在编码规则中，小于5的值表示的意义如下：编码0：信号小于门限编码1：距离折叠RF编码2：未扫描，如电磁消隐区域编码3：未知数据编码4：保留
