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User : curso4
Senha: curso4
cd /home/curso4-share/Radar_2015/aluno
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Aula Lab
Transformação de coordenadas
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Os radares realizam varreduras azimutais, portanto
as medidas encontram-se em coordenadas polares.
rq
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Entretanto, além da varredura azimutal os radares
também realizam varreduras em elevação, portanto
temos na realidade coordenadas esféricas.
Azimute
Elevação
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Finalmente, temos que lembrar que o radar esta
instalado sobre a superfície da terra, o que implica
que temos o efeito de curvatura da terra.
φ= 5
φ= 2
φ= 0h
S
r
r
r
r
lon0,lat0 lon1,lat1
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Coordenadas Polares: Radar
• Por convenção, os radares meteorológicos
utilizam ângulos azimutais ou azimutes em
relação ao Norte geográfico.
• Logo temos:
Norte 0
Leste 90
Sul 180
Oeste 270
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Porém para projetarmos sobre um
plano, temos que fazer uma
conversão de ângulos, pois em
trigonometria temos um sistema
cartesiano de coordenadas de
ângulos.
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Conversão
Direção Azimute (graus)
SistemaCartesiano
Norte 0 90
Leste 90 0
Sul 180 270
Oeste 270 180
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Logo podemos converter de azimute para
cartesiano através da seguinte transformação:
ângulo-cartesiano = 450 – ângulo-azimutal
Se o ângulo-cartesiano for maior que 360 então:
ângulo-cartesiano = 360 – ângulo-cartesiano
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Polar Cartesiana
• X = x0 + raio*cos(ang-cartesiano)
• Y = y0 + raio*sin(ang-cartesiano)
* Observação importante: Nos computadores os
ângulos estão sempre em radianos.
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r
q
Exemplo:
Azimute = 20,5 graus e r = 48 km X,Y?
Azimute = 140,5 graus e r = 48 km X,Y?
Azimute = 210,5 graus e r = 48 km X,Y?
Azimute = 298,5 graus e r = 48 km X,Y?
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Amostragem de um raio (azimute)
• O radar realiza amostras discretas no espaço,
as quais representam um volume.
Pulsos Transmitidos
M amostras discretas (gates/bin) entre os pulsos transmitidos
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Amostragem de um raio (azimute)
• Estes volumes iluminados são definidos como
BINS.
• Ao longo de uma radial também são definidos
como GATES.
Range/Distância
Bins ou Gates
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Varredura• O radar amostra diversos bins ou volumes
iluminados ao longo de um azimute.
• A resolução do bin ou gate é dada pela
largura do pulso.
• Raio = num.bin x resolução do bin +
resolução do bin/2
Nbins ao longo de
uma radial
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Raio – Distância do Radar• Raio = número do bin x resolução do bin +
resolução do bin/2
R2 = # gate*res + res/2
R3 = # gate*res + res/2
R1 = # gate*res + res/2
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Dados de radar: Indicador de Plano de Posição - PPI
• PPI pode ser considerado um vetor que
tem as seguintes dimensões:
nbins x nazimutes
• Exemplo.. Radar com 50 km de cobertura,
100 metros de resolução de gate e 1 grau
de resolução azimutal..
• O vetor será de 500 x 360
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Dados de radar: Indicador de Plano de Posição - PPI
• Exemplo.. Radar com 21,6 km de
cobertura, 90 metros de resolução de gate
e 1 grau de resolução azimutal..
• Qual é a dimensão do vetor PPI do radar?
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Cartesiana Polar
LesteOeste
Norte
Sul
x1
y1
22
)y(y+)x(x=r01o1
r
Teta
01
01
azimutal
xx
yy=θ arctan450
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LesteOeste
Norte
Sul
x1
y1
r
Teta
01
01
azimutal
xx
yy=θ arctan450
Exemplo:
X1 = 27km e Y = 45km Azimute e R ?
X1 = 27km e Y = -49km Azimute e R ?
X1 = -37km e Y = -55km Azimute e R ?
X1 = -37km e Y = 35km Azimute e R ?
22
)y(y+)x(x=r01o1
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Roteiro
• Dados do radar estão organizados em um
PPI(360,333) onde temos
360 azimutes com resolução de 1 grau e
333 bins com resolução de 750 metros
• Para criar a matriz de navegação temos
que definir dois vetores com a mesma
dimensão do PPI, ou seja, X(360,333) e
Y(360,333)
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A lógica para a Navegação seria
Loop azimute 0,359 graus
Converte azimute --> graus cartesiano
Loop bins=1,333
Converte bins para distância do radar
Calcula coordenadas cartersianas X,Y e armazena no vetor
X(azimute,bins) = ....
Y(azimute,bins) = .....
Fecha loop
Fecha loop
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Para plotar os dados de chuva
utilizamos o comando contour.
• device,decompose=0
• loadct,5
• window,0,retain=2
• lv1 = findgen(61)
• cc1 = findgen(61)*250/60
• contour,ppi,X,Y,levels=lv1,c_colors=cc1,/fill
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Plotando os dados de Radar
cd /home/curso4-share/Radar_2015/aluno
cp ../codigos/*.pro .
nedit plota_ppi_plota.pro &
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Rodando o programa
idl
IDL> .run plota_ppi_plota.pro
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E quando estamos com coordenadas
geográficas como calculamos r e azimute??
S
N
L
O Lon0,Lat0
Longitude
Latitu
de
0,0
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S
N
L
O
lon0 lon1
lat1
r = ??
Teta=??lat0
Grau ~ 111,195 km
(lon1,lat1)
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Mini Radar USP
lat_pelletron = -(23d + 33d/60d + 42.2d/3600d)
lon_pelletron = -(46d + 44d/60d + 06.4d/3600d)
Qual é a distância do radar e azimute?