1、1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 规范 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。
2、基数据可分为公共数据块和径向数据块两部分（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。区块 内容 字节GENERIC HEADER/通用头 32SITE CONFIGURATION/站点配置 128TASK CONFIGURATION/任务配置 256Common Bloc
3、k公共数据块 CUT #1 CONFIGURATION/扫描配置#1CUT #N CONFIGURATION/扫描配置#N256256RADIAL HEADER/径向头 64Radial 1第 1 个径向MOMENT 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#K32I32I 径向数据块Radial BlockRadial M第M个径向 22 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BLO
4、CK区块 BYTES字节 REMARKS描述GENERIC HEADER通用头块 32 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，内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
5、单位 RANGE范围 REMARKS描述01 Magic Number魔术字 INT N/A 不适用 0x4D545352 固定标志，用来指示雷达数据文件。02 Major Version主版本号 SHORT N/A 不适用 06553603 Minor Version次版本号 SHORT N/A 不适用 06553604 Generic Type文件类型 INT N/A 不适用 12 1基数据文件；2气象产品文件；05 Product Type产品类型 INT N/A 不适用 1100 文件类型为 1 时此字段无效。06 Reserved保留字段 16 Bytes N/A 不适用 N/A2.
6、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范围 REMARKS描述01 Site Code站号 CHAR*8 N/A不适用 ASCII站号具有唯一性，用来区别不同的雷达站，如Z901002 Site Name站点名称 CHAR*32 N/A不适用 ASCII 站点名称，如BeiJing03 Latitude纬度 FLOAT Degree度-90.00000090.000000雷达站天线所在位置纬度04 Longitude经度 FLOAT Deg
7、ree度-180.000000180.000000雷达站天线所在位置经度05 Antenna Height天线高度 INT Meter米 09000 天线馈源水平时海拔高度06 Ground Height INT Meter 09000 雷达塔楼地面海拔高32.4 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 FIELD NAME字段名称 TYPE类别 UNIT单位 RANGE范围 REMARKS描述01 Task Name任务名称 CHAR*32 N/A不适用 ASCII 任务名称，如VCP2
8、102 Task Description任务描述 CHAR*128 N/A不适用 ASCII03 Polarization Type极化方式 INT N/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04 Scan Type扫描任务类型 INT N/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05 Pulse Width脉冲宽度 INTNanosecond纳秒110000 发射脉冲宽度06 Scan Start Time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
9、1日 0 时为起始计数基准点07 Cut Number扫描层数 INT N/A不适用 1256 根据扫描任务类型确定的扫描层数地面高度 米 度07 Frequency工作频率 FLOAT MHz兆赫 1.00999,000.0008Beam Width Hori水平波束宽度FLOAT Degree度 0.102.0009Beam Width Vert垂直波束宽度FLOAT Degree度 0.102.0010 RDA VersionRDA版本号 INT N/A不适用 N/A 雷达数据采集软件版本号11 Radar Type雷达类型 SHORT N/A不适用 N/A1SA2SB3SC4SAD33
10、CA34CB35CC36CCJ37CD12 Reserved保留字段 54 Bytes N/A不适用 N/A4序号 FIELD NAME字段名称 TYPE类别 UNIT单位 RANGE范围 REMARKS描述08 Horizontal Noise水平通道噪声 FLOAT dBm分贝毫瓦-100.000.00水平通道的噪声电平09 Vertical Noise垂直通道噪声 FLOAT dBm分贝毫瓦-100.000.00垂直通道的噪声电平10 Horizontal Calibration水平通道标定值 FLOAT dB分贝 0.00200.00 水平通道的反射率标定常数11 Vertical C
11、alibration垂直通道标定值 FLOAT dB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FLOAT K开氏温标 0.00800.0013Vertical NoiseTemperature垂直通道噪声温度FLOAT K开氏温标 0.00800.0014 ZDR CalibrationZDR标定偏差 FLOAT dB分贝-10.0010.0015 PHIDP Calibration差分相移标定偏差 FLOAT Degree度-180.00180.0016 LDR Calibration系统LDR标定偏差 FL
12、OAT dB分贝 -60017 Reserved保留字段 40 Bytes N/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范围 REMARKS描述01 Process Mode处理模式 INT N/A不适用 12 1 - PPP2 - FFT02 Wave Form波形类别 INT N/A不适用 060 CS连续监测1 CD连续多普勒2
13、CDX多普勒扩展3 Rx Test4 BATCH批模式5 Dual PRF双PRF 6 - Staggered PRT 参差PRT03 PRF #1脉冲重复频率 1 FLOAT Hz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。04 PRF #2脉冲重复频率 2 FLOAT Hz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。5序号 FIELD NAME字段名称 TYPE类型 UNIT单位 RANGE范围 REMARKS描述05 Dealiasing Mode速度退模糊方法
14、INT N/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06 Azimuth方位角 FLOAT Degree度 0.00360.00 RHI模式的方位角07 Elevation俯仰角 FLOAT Degree度 -2.0090.00 PPI模式的俯仰角08 Start Angle起始角度 FLOAT Degree度-10.00360.00PPI扇扫的起始方位角，或RHI模式的高限仰角09 End Angle结束角度 FLOAT Degree度-10.00360.00PPI扇扫的结束方位角，或RHI模式的低限仰角10AngularResol
15、ution角度分辨率FLOAT Degree度 0.002.00 径向数据的角度分辨率，仅用于PPI扫描模式11 Scan Speed扫描速度 FLOAT Deg/sec度/秒 0.0036.00 PPI扫描的方位转速，或RHI扫描的俯仰转速12 Log Resolution强度分辨率 INT Meter米 15,000 强度数据的距离分辨率13 Doppler Resolution多普勒分辨率 INT Meter米 15,000 多普勒数据的距离分辨率14 Maximum Range#1最大距离 1 INT Meter米 1500,000 对应脉冲重复频率 1 的最大可探测距离15 Maxi
16、mum Range#2最大距离 2 INT Meter米 1500,000 对应脉冲重复频率 2 的最大 可探测距离16 Start Range起始距离 INT Meter米 1500,000 数据探测起始距离17 Sample #1采样个数 1 INT N/A不适用 2512 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 2512 对应于脉冲重复频率 2 的采样个数19 Phase Mode相位编码模式 INT N/A不适用 131 固定相位2 随机相位3 SZ编码20 Atmospheric Loss大气衰减 FLOAT dB/km分贝/千米
17、 0.00000010.000000 双程大气衰减值，精度为小数点后保留 6 位21 Nyquist Speed最大不模糊速度 FLOAT m/s米/秒 0100 理论最大不模糊速度22 Moments Mask数据类型掩码 LONG N/A不适用 00xFFFFFFFFFFFFFFFF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 2-66序号 FIELD NAME字段名称 TYPE类型 UNIT单位 RANGE范围 REMARKS描述23 Moments Size Mask数据大小掩码 LONG N/A不适用 00xFFFFFFFFFFFF
18、FFFF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 2-624 Misc Filter Mask滤波设置掩码 INT N/A不适用 00xFFFFFFFF0未应用1 应用具体掩码定义见表 2-725 SQI ThresholdSQI门限 FLOAT N/A不适用 0.001.0026 SIG ThresholdSIG门限 FLOAT dB分贝 0.0020.0027 CSR ThresholdCSR门限 FLOAT dB分贝 0.00100.0028 LOG ThresholdLOG门限 FLOAT dB分贝 0.0020.0029 CPA Thre
19、sholdCPA门限 FLOAT N/A不适用 0.00100.0030 PMI ThresholdPMI门限 FLOAT N/A不适用 0.001.0031 DPLOG ThresholdPMI门限 FLOAT N/A不适用 0.001.0032 Thresholds r阈值门限保留 CAHR*4 N/A不适用 N/A 保留字段33 dBT MaskdBT质控掩码 INT N/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 2-834 dBZ MaskdBZ质控掩码 INT N/A不适用 00xFFFFFFFFdBZ数据使用的质控门限掩码
20、，具体掩码位定义见表 2-8，其中：0未应用1应用35 Velocity Mask速度质控掩码 INT N/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36 Spectrum Width Mask谱宽质控掩码 INT N/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37 DP Mask偏振量质控掩码 INT N/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38 Mask Reserved质控掩码保留位
21、12 Bytes N/A不适用 保留，用于标识质控方法39 Scan Sync扫描同步标志 INT N/A不适用 保留，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 12 仅对PPI模式有效1 顺时针7序号 FIELD NAME字段名称 TYPE类型 UNIT单位 RANGE范围 REMARKS描述2 逆时针41Ground ClutterClassifier Type地物杂波图类型SHORT N/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SHORT
22、 N/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SHORT 0.1 m/s0.1 米/秒 0.110.044Ground ClutterFilter Window滤波窗口类型SHORT N/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45 Reserved保留字段 712 Bytes N/A不适用 N/A表 2-6 数据类型掩码定义DATA TYPE数据类型BIT
23、(LSB)掩码比特位MOMENT数据类型REMARKS描述0 0 Reserved 数据标志，保留1 1 dBT 滤波前反射率（Total Reflectivity）2 2 dBZ 滤波后反射率(Reflectivity)3 3 V 径向速度(Doppler Velocity)4 4 W 谱宽（Spectrum Width）5 5 SQI 信号质量指数（Signal Quality Index）6 6 CPA 杂波相位一致性（Clutter Phase Alignment）7 7 ZDR 差分反射率（Differential Reflectivity）8 8 LDR 退偏振比（Liner Di
24、fferential Ratio）9 9 CC 协相关系数（Cross Correlation Coefficient）10 10 DP 差分相移（Differential Phase）11 11 KDP 差分相移率（Specific Differential Phase）12 12 CP 杂波可能性（Clutter Probability）13 13 Reserved 数据标志，保留14 14 HCL 双偏振相态分类（Hydro Classification）15 15 CF 杂波标志（Clutter Flag）16 16 SNRH 水平通道信噪比（Horizontal Signal Noi
25、se Ratio）17 17 SNRV 垂直通道信噪比（Vertical Signal Noise Ratio）18-31 18-31 Reserved 数据标志，保留32 32 Zc 订正后反射率（Corrected Reflectivity）33 33 Vc 订正后径向速度(Corrected Doppler Velocity)34 34 Wc 订正后谱宽（Corrected Spectrum Width）835 35 ZDRc 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
26、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 保留表 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
27、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范围 REMARKS描述01 Radial State径向数据状态 INT N/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02 Spot Blank消隐标志 INT N/A不适用 01 0正常1消隐03 Sequence Number序号 INT
28、N/A不适用 165536 每个体扫径向从 1 计数04 Radial Number径向数 INT N/A不适用 11000 每个扫描从 1 计数05 Elevation Number仰角编号 INT N/A不适用 150 仰角编号，每个体扫从 1 计数06 Azimuth方位角 FLOAT Degree度 0.00360.00 扫描的方位角度07 Elevation仰角 FLOAT Degree度 -2.0090.00 扫描的俯仰角度908 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 Microseco
29、nds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 Length of data数据长度 INT Bytes字节 1100000 仅本径向数据块所占用的长度11 Moment Number数据类别数量 INT N/A不适用 164 径向数据类别（如Z，V，W等各占一种）的数量12 Reserved保留字段 20 Bytes 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（Mo
30、ment 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范围 REMARKS描述01 Data Type数据类型 INT N/A不适用 164 具体径向数据类型见表 2-602 Scale比例 INT N/A不适用 032768 数据编码的比例03 Offset偏移 INT N/A不适用 032768 数据编码的偏移04 Bin Length库字节长度 SHORT Bytes字节 12 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
31、INT Bytes字节 132768 距离库数据的长度，不包括当前的径向数据头大小07 Reserved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10编码 3：未知数据编码 4：保留
