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[摘 要]近期，安全射界图技术逐渐成为人工影响天气指挥系统应用中的主流。提高该技术的在人工影响天气指挥系统中的应用势在必行，需要相关部门能够对改进进行深入的研究，对其中所涉及的相关的技术进行优化，使其在不同的地理环境与区域内均能适用，进而提升其实用性。因此本文就安全射界图技术在人工影响天气指挥系统中的应用展开探究，并总结出安全射界图技术所需注意的注意事项及其在人工影响天气指挥系统中的主要应用与应用条件。
[关键词]安全射界图；技术；天气；指挥系统；应用
中图分类号：TH246 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0376-01
近年来，安全射界图技术的应用成为人工影响天气指挥系统发展的必然趋势，在该技术的不断应用与探索过程中，我国已制定出一套完备的安全射界图技术应用体系，对于未来的气象信息发布准确性与提高人工影响天气系统指挥中的应用具有主要意义。
一、雷达回波外推技术
1.TREC
通过分析，基于3km的CAPPI的TREC算法得到的回波移动产品与雷达回波的移动方向和移动速度有很好的相似性，能反映出雷达回波在水平流场上的移动情况，能为临近预报的准确性提供一定依据。将TREC产品应用于人工增雨作业中，可以较好地反映稳定性降雨云系的移动情况，较好地把握人工增雨的时机。
2.TITAN
TITAN风暴追踪采用质心最优化匹配法。对风暴的预报是根据风暴的质心、风暴体积、风暴投影等参数进行外推预报。简单的说，就是一个线性回归模式，预报根据风暴一系列历史参数确定权重系数。人工防雹作业是对冰雹云开展的人影作业，因此平台采用TITAN的风暴强度识别阈值为35DBZ。
二、安全射界图技术
1.高炮安全射界图
（1）高炮技术危险要素
目前所选用的高炮种类主要是37mm防空炮，是在榴弹炮与战防炮的基础上改进而来，该高炮可发射炮弹种类繁多，适应性强，因而在人工影响天气指挥系统中得以应用。气象指挥与观测所用的炮弹类型与军用炮弹有着本质的差别，导致炮弹在外形上流线性不强，在80°的射界角度内，射击距离为3Km，而0°仰角则达到9.5Km。
高炮炮弹的危险要素较多，首先是射击精度问题，由于炮弹口径较小，相对重量较轻，导致容易受到风力的影响而偏移预定的射击路线，在风力不确定的情况下，炮弹可偏移500-1500米左右，容易对固定范围内的建筑及人群构成威胁。同时由于受到制造工艺的影响，37mm高炮的射击允许误差在0.09-0.15/m，所以在正常情况下，3000米的飞行距离可产生270-450米的炮弹距离落差，相比于风力因素的影响，该因素的影响安全威胁性相对较小。其次是引信瞎火概率，受点火方式的限制，目前工艺可保持的引信的瞎火概率是3/100，一旦产生瞎火情况，炮弹即会急剧下降，对地面造成的破坏是自身气压摩擦承受值的十倍左右。最后是弹片的散落范围不可控因素，在无风的条件下，炮弹弹片的散落范围可控制在0.9-3.25Km左右，如在风力过大的情况下，则应根据风力的等级进行判断，风力越大，弹片散落不可控的情况越严重。
（2）高炮安全射界标准
在进行高炮发射时，应首先了解风力情況。其次要根据预期设计的炮弹落点区域进行外延，外延距离应保持在500米左右。在具体的落点范围内，要以绿色标记进行详细的标注。区域划分与外延前，要对划定区域进行勘察与确认，保证在划定范围内，避开航路、航线和国境线、城镇、学校、油库、重要电力设施、重要交通道路、桥梁、水库堤坝及重点文物保护单位等；避开强磁场或高射频电磁场的影响区域；距离人口密集居住区 500 m 以上。再次要根据风力等级，划定炮弹爆炸的弹片散落区域，宽度应保持在30°，并且要避开有人员活动及有建筑设施的区域。最后是最大水平距离的界定，主要根据前期炮弹生产企业出具的相关资料信息与以往的射击实践情况进行计算，计算标准应取最高整数值。
（3）高炮安全设计制图方法
在制图时，应选取绘制比例较高的地图作为绘图的基础，最低比例不得低于1：50000，分辨率较高的遥感地图，是制图的最佳选择。安全通道的制图要求的半径范围通常以10Km为限。在最大水平距离界定范围内的，要对相关的人员与建筑信息进行标注，并划分出安全射界，安全射界应以绿色进行标定。在完成安全射界标定后，应进行经纬度、方位角及射击距离等信息的加入到图中，以便使图内信息更为详细。在制图过程中，应注意划分出每一安全区域内的射击方位，从而其更容易理解。同时安全射击区应安全顺序标准，避免信息标注过于杂乱。
2.火箭安全通道图
（1）火箭技术危险要素
气象火箭同样与军用火箭有一定的差距，所以在故障几率方面相对更高，通常的故障发生几率在1/100左右，如遇不良天气，则故障几率会有所提升。由于气象火箭未配备激光制导及电视制导技术，导致在火箭发生故障时，难以控制其下坠方向，火箭的体积较大，同时含料量更高，坠地后对于地面的破坏更为严重。由于火箭初速度较低，初期飞行距离短，坠落范围属于可控范围内，所以火箭初期故障威胁性较小，并不会对周边的建筑与人员的安全构成隐患。而在后期发射过程中，如发生故障，威胁性则大大提升，后期阶段的火箭飞行速度较快，高度较高，所产生的压力与飞行范围均难以控制，所以容易对一定区域内的公众生命财产安全造成一定的损失。火箭技术的危险要素不仅在故障方面，火箭未能及时的自毁而造成的严重后果不容忽视，与火箭故障所造成的后果同样严重。风向也是导致火箭产生发生危险及安全事故的重要原因，虽然火箭重量较重，相对于炮弹而言稳定性较好，但在大风环境下，火箭同样会产生摇摆不定的情况，火箭的逆风与顺风，均会改变火箭的航道，所以该危险要素也是火箭技术不容忽视的主要安全问题之一。
（2）发射通道设计目的
火箭的飞行角度通常保持在30°左右，所以横向距离较大，需要在设计中对多方面问题进行考虑。在相关的火箭发射通道的设计时，首要因素是确保在火箭故障及偏离预定飞行区域时，能够不会向国境线、城镇、学校、油库、重要电力设施、重要交通道路、桥梁、水库堤坝及重点文物保护单位、城镇、村庄及人口密集区域坠落。火箭在完成相关工作后，处理方式主要有两种，一种是降落伞式降落处理，另一种是爆炸自毁处理。如火灾在以上两种处理情况中发生问题，发射通道的设计则可最大限度的保障区域内的人员安全，避免安全事故的发生。
（3）火箭安全通道制图要求
火箭安全通道的制图要求的半径范围通常以10Km为限。由于火箭的设计角度一般为30°，所以通道的角度设计也应保持在30°以上。通道的最大射击仰角应保持在60°，以确保火箭能够在可靠的范围内飞行。在火箭种类方面，不同种类的火箭应选用不同的火箭执行标准，并在火箭的安全射界范围进行标注，同样也要注明经纬度、方位角及射击距离等详细信息。
三、产品技术
1.作业预警产品
作业预警产品技术分别对TITAN的30MIN、60MIN雷达外推产品与辖区内的高炮（火箭）作业点最大射程的位置关系进行判别，若某一外推时次的雷达外推产品边界与作业点最大射程边界相交，则输出未来某一时次该作业点将开展作业的预警产品。
2.作业建议产品
根据TITAN中的风暴中心的高度（h）、风暴投影中心经纬度数据，高炮、火箭作业点的经纬度数据，可计算出风暴投影中心与作业点的水平距离a。利用直角三角形勾股定理，根据水平距离a和风暴中心高度h就可得出直角三角形的斜邊c，即弹道的长度。平台根据弹道长度、弹药的类型可以从已有的各个厂家的弹道数据中确定射击仰角e。
四、结语
安全射界图技术使气象信息的获取更为准确，为气象分析与地理环境情况的预测提供了帮助，同时在人工降雨等多个方面时刻发挥着重要作用，对于保障气象信息的准确性具有不可替代的作用。安全射界图的划定较大程度上提高了该技术使用的安全性，是现代气象技术发展与研究不可或缺的中坚力量，所以需要进一步提升该技术的研究与应用，进而使该技术为气象事业发展做出卓越贡献。
[关键词]安全射界图；技术；天气；指挥系统；应用
中图分类号：TH246 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0376-01
近年来，安全射界图技术的应用成为人工影响天气指挥系统发展的必然趋势，在该技术的不断应用与探索过程中，我国已制定出一套完备的安全射界图技术应用体系，对于未来的气象信息发布准确性与提高人工影响天气系统指挥中的应用具有主要意义。
一、雷达回波外推技术
1.TREC
通过分析，基于3km的CAPPI的TREC算法得到的回波移动产品与雷达回波的移动方向和移动速度有很好的相似性，能反映出雷达回波在水平流场上的移动情况，能为临近预报的准确性提供一定依据。将TREC产品应用于人工增雨作业中，可以较好地反映稳定性降雨云系的移动情况，较好地把握人工增雨的时机。
2.TITAN
TITAN风暴追踪采用质心最优化匹配法。对风暴的预报是根据风暴的质心、风暴体积、风暴投影等参数进行外推预报。简单的说，就是一个线性回归模式，预报根据风暴一系列历史参数确定权重系数。人工防雹作业是对冰雹云开展的人影作业，因此平台采用TITAN的风暴强度识别阈值为35DBZ。
二、安全射界图技术
1.高炮安全射界图
（1）高炮技术危险要素
目前所选用的高炮种类主要是37mm防空炮，是在榴弹炮与战防炮的基础上改进而来，该高炮可发射炮弹种类繁多，适应性强，因而在人工影响天气指挥系统中得以应用。气象指挥与观测所用的炮弹类型与军用炮弹有着本质的差别，导致炮弹在外形上流线性不强，在80°的射界角度内，射击距离为3Km，而0°仰角则达到9.5Km。
高炮炮弹的危险要素较多，首先是射击精度问题，由于炮弹口径较小，相对重量较轻，导致容易受到风力的影响而偏移预定的射击路线，在风力不确定的情况下，炮弹可偏移500-1500米左右，容易对固定范围内的建筑及人群构成威胁。同时由于受到制造工艺的影响，37mm高炮的射击允许误差在0.09-0.15/m，所以在正常情况下，3000米的飞行距离可产生270-450米的炮弹距离落差，相比于风力因素的影响，该因素的影响安全威胁性相对较小。其次是引信瞎火概率，受点火方式的限制，目前工艺可保持的引信的瞎火概率是3/100，一旦产生瞎火情况，炮弹即会急剧下降，对地面造成的破坏是自身气压摩擦承受值的十倍左右。最后是弹片的散落范围不可控因素，在无风的条件下，炮弹弹片的散落范围可控制在0.9-3.25Km左右，如在风力过大的情况下，则应根据风力的等级进行判断，风力越大，弹片散落不可控的情况越严重。
（2）高炮安全射界标准
在进行高炮发射时，应首先了解风力情況。其次要根据预期设计的炮弹落点区域进行外延，外延距离应保持在500米左右。在具体的落点范围内，要以绿色标记进行详细的标注。区域划分与外延前，要对划定区域进行勘察与确认，保证在划定范围内，避开航路、航线和国境线、城镇、学校、油库、重要电力设施、重要交通道路、桥梁、水库堤坝及重点文物保护单位等；避开强磁场或高射频电磁场的影响区域；距离人口密集居住区 500 m 以上。再次要根据风力等级，划定炮弹爆炸的弹片散落区域，宽度应保持在30°，并且要避开有人员活动及有建筑设施的区域。最后是最大水平距离的界定，主要根据前期炮弹生产企业出具的相关资料信息与以往的射击实践情况进行计算，计算标准应取最高整数值。
（3）高炮安全设计制图方法
在制图时，应选取绘制比例较高的地图作为绘图的基础，最低比例不得低于1：50000，分辨率较高的遥感地图，是制图的最佳选择。安全通道的制图要求的半径范围通常以10Km为限。在最大水平距离界定范围内的，要对相关的人员与建筑信息进行标注，并划分出安全射界，安全射界应以绿色进行标定。在完成安全射界标定后，应进行经纬度、方位角及射击距离等信息的加入到图中，以便使图内信息更为详细。在制图过程中，应注意划分出每一安全区域内的射击方位，从而其更容易理解。同时安全射击区应安全顺序标准，避免信息标注过于杂乱。
2.火箭安全通道图
（1）火箭技术危险要素
气象火箭同样与军用火箭有一定的差距，所以在故障几率方面相对更高，通常的故障发生几率在1/100左右，如遇不良天气，则故障几率会有所提升。由于气象火箭未配备激光制导及电视制导技术，导致在火箭发生故障时，难以控制其下坠方向，火箭的体积较大，同时含料量更高，坠地后对于地面的破坏更为严重。由于火箭初速度较低，初期飞行距离短，坠落范围属于可控范围内，所以火箭初期故障威胁性较小，并不会对周边的建筑与人员的安全构成隐患。而在后期发射过程中，如发生故障，威胁性则大大提升，后期阶段的火箭飞行速度较快，高度较高，所产生的压力与飞行范围均难以控制，所以容易对一定区域内的公众生命财产安全造成一定的损失。火箭技术的危险要素不仅在故障方面，火箭未能及时的自毁而造成的严重后果不容忽视，与火箭故障所造成的后果同样严重。风向也是导致火箭产生发生危险及安全事故的重要原因，虽然火箭重量较重，相对于炮弹而言稳定性较好，但在大风环境下，火箭同样会产生摇摆不定的情况，火箭的逆风与顺风，均会改变火箭的航道，所以该危险要素也是火箭技术不容忽视的主要安全问题之一。
（2）发射通道设计目的
火箭的飞行角度通常保持在30°左右，所以横向距离较大，需要在设计中对多方面问题进行考虑。在相关的火箭发射通道的设计时，首要因素是确保在火箭故障及偏离预定飞行区域时，能够不会向国境线、城镇、学校、油库、重要电力设施、重要交通道路、桥梁、水库堤坝及重点文物保护单位、城镇、村庄及人口密集区域坠落。火箭在完成相关工作后，处理方式主要有两种，一种是降落伞式降落处理，另一种是爆炸自毁处理。如火灾在以上两种处理情况中发生问题，发射通道的设计则可最大限度的保障区域内的人员安全，避免安全事故的发生。
（3）火箭安全通道制图要求
火箭安全通道的制图要求的半径范围通常以10Km为限。由于火箭的设计角度一般为30°，所以通道的角度设计也应保持在30°以上。通道的最大射击仰角应保持在60°，以确保火箭能够在可靠的范围内飞行。在火箭种类方面，不同种类的火箭应选用不同的火箭执行标准，并在火箭的安全射界范围进行标注，同样也要注明经纬度、方位角及射击距离等详细信息。
三、产品技术
1.作业预警产品
作业预警产品技术分别对TITAN的30MIN、60MIN雷达外推产品与辖区内的高炮（火箭）作业点最大射程的位置关系进行判别，若某一外推时次的雷达外推产品边界与作业点最大射程边界相交，则输出未来某一时次该作业点将开展作业的预警产品。
2.作业建议产品
根据TITAN中的风暴中心的高度（h）、风暴投影中心经纬度数据，高炮、火箭作业点的经纬度数据，可计算出风暴投影中心与作业点的水平距离a。利用直角三角形勾股定理，根据水平距离a和风暴中心高度h就可得出直角三角形的斜邊c，即弹道的长度。平台根据弹道长度、弹药的类型可以从已有的各个厂家的弹道数据中确定射击仰角e。
四、结语
安全射界图技术使气象信息的获取更为准确，为气象分析与地理环境情况的预测提供了帮助，同时在人工降雨等多个方面时刻发挥着重要作用，对于保障气象信息的准确性具有不可替代的作用。安全射界图的划定较大程度上提高了该技术使用的安全性，是现代气象技术发展与研究不可或缺的中坚力量，所以需要进一步提升该技术的研究与应用，进而使该技术为气象事业发展做出卓越贡献。