Sinds de opkomst van weertoepassingen voor radar na de Tweede Wereldoorlog zijn ingenieurs en operators in het verleden voor verschillende belangrijke uitdagingen komen te staan. Van de nauwkeurigheid van gegevensverwerking tot het onderhoud en de levensduur van radarinvesteringen, de behoefte aan verbeterde clutteronderdrukking, geautomatiseerde kalibratie, onderhoud en monitoring op afstand is duidelijk. Deze punten zijn vooral kritisch wanneer een of meer radars worden gebruikt als primair gegevenspunt voor een geïntegreerd meteorologisch netwerk.
Het belangrijkste doel bij de ontwikkeling van de Baron Gen3 serie weerradars was het oplossen van deze uitdagingen. Daarbij hebben de ingenieurs van Baron nieuwe technieken en technologieën geïmplementeerd om een nauwkeurige hydrometeorologische detectie te garanderen met een zo groot mogelijke uptime en minder mankracht.
Geautomatiseerde kalibratie
Een goed gekalibreerde radar is essentieel voor het succes van meteorologische organisaties. Een ongekalibreerde of slecht gekalibreerde radar genereert verslechterde basisgegevens, waardoor de bruikbaarheid beperkt wordt en er foutieve weersvoorspellingen kunnen worden gedaan. Wanneer grote stormen worden gevolgd via een netwerk van radars, is het door de combinatie van gegevens van verschillende radars van cruciaal belang dat het hele netwerk is gekalibreerd volgens een algemeen bekende standaard. Bovendien, aangezien basisgegevens worden gebruikt om producten te genereren voor neerslagschatting, hageldetectie en onderscheid tussen regen en sneeuw, kunnen significante fouten in de afgeleide producten worden veroorzaakt door kleine fouten in de basisgegevens.
Een team van radarmeteorologen en ingenieurs van Baron had eerder een innovatieve kalibratieroutine ontwikkeld voor de landelijke dual-polarization upgrade van NEXRAD voor de U.S. National Weather Service, Federal Aviation Administration en het Ministerie van Defensie, waarbij een kalibratieroutine werd uitgevoerd tijdens de ongeveer zes seconden durende periode van antenne-retrace na een voltooide volumescan. Voor de Gen3 serie is deze routine aangepast en verbeterd om continu geautomatiseerde bin-by-bin ZDR kalibratie te bieden.
Voorheen konden radarsystemen maar één of twee keer per jaar worden gekalibreerd. Het personeel ter plaatse moest wachten op heldere, regenvrije dagen waarop ze de weersbewaking konden stoppen en de antenne opnieuw konden richten op de azimuthoek.
ZDR, vaak Differentiële Reflectie genoemd, is de basis voor deze kalibraties. ZDR werd gekozen vanwege het belang ervan voor de berekening van Hydrometeor Classificatie. Toen de basismomenten van dual-pol eenmaal waren gekalibreerd met een nauwkeurigheid van .1dB, bleek dat alle andere dataproducten zouden volgen en zouden profiteren van de verbeteringen.
De kalibratietechnologie van de volgende generatie lost verschillende operationele uitdagingen op: ten eerste komt er geen menselijke interactie aan te pas, kalibratiefouten worden vermeden en betrouwbare kalibratie over het hele netwerk is mogelijk. Kalibratie kan onder alle weersomstandigheden worden uitgevoerd; de nieuwe techniek houdt rekening met regen en andere schadelijke effecten (zoals naden, vogelpoep en natuurlijke slijtage) op de radome en vereist geen metingen in de zon. Bovendien zijn er geen hardwaremetingen nodig, waardoor er minder apparatuur nodig is en er minder kans is op fouten.
Onderdrukking van rommel
Stoorzender veroorzaakt door terrein, vocht, gebouwen en zelfs vogel- en insectenmigraties kunnen een ravage aanrichten op een nauwkeurige radarweergave en, op hun beurt, op producten met toegevoegde waarde die door de radar worden gegenereerd. Eind jaren 2000 ontwikkelde het Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies (CIMMS) van de Universiteit van Oklahoma de eerste implementatie van de CLEAN-AP™(Clutter Environment ANalysisusing Adaptive Processing) filtertechniek voor rommel. Baron ging een partnerschap aan met OU en nam een licentie op CLEAN-AP™ voor exclusief gebruik in haar radarsystemen.
De voordelen van CLEAN-AP ten opzichte van oudere filters voor grondclutter zijn onder andere:
- CLEAN-AP™ voert automatische detectie en onderdrukking van rommel uit zonder handmatige tussenkomst.
- Dankzij de realtime detectie van grondclutter door CLEAN-AP™ zijn er geen clutterkaarten meer nodig.
- CLEAN-AP™ maakt gebruik van adaptieve data windowing die een goed compromis bereikt tussen clutteronderdrukking en gegevenskwaliteit.
- CLEAN-AP™ is een geïntegreerd proces dat één algoritme biedt voor detectie en filtering van grondclutter per bin.
Het unieke filtervermogen van CLEAN-AP™ is van vitaal belang als onderdeel van een geïntegreerd netwerk. Door de nauwkeurigheid van basisgegevens aanzienlijk te verbeteren, zijn er voordelen voor het hele systeem, van gegevensverzameling en -integratie tot voorspellingsmodellen, wat uiteindelijk leidt tot effectievere voorspellingen en waarschuwingen voor het grote publiek.
Controle en onderhoud op afstand
Elke meteorologische organisatie heeft te maken met de voortdurende balans van technische eisen afgewogen tegen een relatief gebrek aan personeel en financiële middelen. De ingebouwde testapparatuur van de Gen3 radarserie (BITE) controleert continu de systeemstatus. De geëvalueerde parameters omvatten de temperatuur van vitale systemen, voedingsspanningen en -stromen, posities van golfgeleiderschakelaars, zenderprestaties, kalibratiestatus en nog veel meer.
Als de diagnose fouten detecteert, worden operators automatisch via e-mail op de hoogte gebracht en bewaakt het systeem de interface. Dankzij deze mogelijkheid kunnen eventuele problemen worden verholpen voordat het systeem uitvalt. Bovendien kunnen systeemonderdelen gemakkelijker worden vervangen dankzij de modulaire systeemarchitectuur die inherent is aan de Baron Gen3 radar. Het resultaat is dat gebruikers een productievere uptime ervaren, met minder personeel en een betere nauwkeurigheid, in hun hele meteorologische detectienetwerk.
Dankzij het modulaire ontwerp kunnen gebruikers componenten snel upgraden of vervangen als dat nodig is. Maximale systeemovereenkomst betekent dat gebruikers reserveonderdelen op voorraad kunnen houden voor het hele netwerk, waardoor onderdelen sneller kunnen worden vervangen en de kosten lager zijn.
Ongeëvenaarde ondersteuning
Baron Gen3 systemen zijn nu wereldwijd actief in vaste, transporteerbare en mobiele ontwerpen. C-band, X-band, S-band en hoogfrequente S-band configuraties zijn beschikbaar. Dit onderstreept de behoefte aan uitstekende ondersteuning. Baron heeft een wereldwijd ondersteuningscentrum dat 24/7/365 bemand wordt door gediplomeerde meteorologen met kennis van radar en weer, waardoor Baron klanten wereldwijd ongeëvenaarde ondersteuning krijgen. Ditzelfde team kan 24 uur per dag, 7 dagen per week en 365 dagen per jaar de diagnostiek van BITE bewaken en zo een ondersteunende rol spelen als een compleet Radar Operations Center (ROC), waardoor klanten gemoedsrust hebben en een maximaal rendement op hun investering in het veld.
Een van de eerste Gen3-installaties, uitgevoerd voor een commerciële entiteit in de Verenigde Staten, resulteerde in het succesvol detecteren van de buitenranden van orkaan Matthew door het hoogfrequente S-band systeem. Tegelijkertijd bevond de storm zich ver uit de kust, waardoor uiterst nauwkeurige metingen met een hoge resolutie werden verkregen zodra de storm de radarlocatie naderde. Dit werd bereikt binnen enkele uren na de installatie van de radar en de geplande voltooiing werd versneld toen werd voorspeld dat de storm aan land zou komen.
