User : curso4 cd /home/curso4-share/Radar 2016 mkdir nome ...€¦ · Radar com 50 km de cobertura,...
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User : curso4
Senha : curso4
cd /home/curso4-share/Radar_2016
mkdir nome_aluno
cd nome_aluno
Ou
cd /home/curso4-share/Radar_2016/nome_aluno
Aula Lab
Transformação de coordenadas
Os radares realizam varreduras azimutais, portanto
as medidas encontram-se em coordenadas polares
e orientadas pelo Norte geográfico
r
q N
S
L O
Entretanto, além da varredura azimutal os radares
também realizam varreduras em elevação, portanto
temos na realidade coordenadas esféricas.
Azimute
Elevação
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
Altura do feixe do radar devido ao efeito de curvatura da
terra para uma atmosfera padrão
Distância do Feixe (Inclinado do Radar (km) Distância do Feixe (Inclinado do Radar (km)
Alt
ua (
km
)
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
Porém para projetarmos sobre um
plano, temos que fazer uma
conversão de ângulos, pois em
trigonometria temos um sistema
cartesiano de coordenadas de
ângulos.
Conversão
Direção Azimute (graus)
Sistema Cartesiano
Norte 0 90
Leste 90 0
Sul 180 270
Oeste 270 180
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 = ângulo-cartesiano - 360
Polar Cartesiana
• X = x0 + raio*cos(ang-cartesiano)
• Y = y0 + raio*sin(ang-cartesiano)
* Observação importante: Nos computadores os
ângulos são definidos em radianos.
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?
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
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
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.
Nbins ao longo de
uma radial
Raio – Distância do Radar
R2 = # gate*res + res/2
R3 = # gate*res + res/2
R1 = # gate*res + res/2
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
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?
Cartesiana Polar
Leste Oeste
Norte
Sul
x1
y1
22
)y(y+)x(x=r01o1
r
Teta
01
01
azimutal
xx
yy=θ arctan450
Leste Oeste
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
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)
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
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
Plotando os dados de Radar
cd /home/curso4-share/Radar_2016/aluno
cp ../codigos/*.pro .
nedit plota_ppi_plota.pro &
Rodando o programa
idl
IDL> .run plota_ppi_plota.pro
E quando estamos com coordenadas
geográficas como calculamos r e azimute??
S
N
L
O Lon0,Lat0
Longitude
Latitu
de
0,0
S
N
L
O
lon0 lon1
lat1
r = ??
Teta=?? lat0
1o ~ 111,195 km
(lon1,lat1)
Radares ChuvaOnline
lat_pelletron = -23.561722
lon_pelletron = -46.735111
Lat_each = -23.4822
Lon_each = -46.5009
Radar Salesópolis – DAEE/FCTH
Lat_cth = -23.60
Lon_cth = -45.9722
Qual é a distância da sua casa até o
radar e o azimute?