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Transcrição

1 Sala 114 User : curso4 Senha: curso4 cd /home/curso4-share/radar_2019 cd nome_aluno Ou cd /home/curso4-share/radar_2019/nome_aluno

2 Sala 117 User : atmosfera1 Senha: atm1 cd /compartilhada/radar_2019 cd nome_aluno Ou cd /compartilhada/radar_2019/nome_aluno

3 Aula Lab - 02 Transformação de coordenadas

4 Os radares fazem varreduras azimutais, portanto as medidas encontram-se em coordenadas polares e orientadas pelo Norte geográfico e não o Cartesiano N O r L S

5 Entretanto, além da varredura azimutal os radares também realizam varreduras em elevação, portanto temos na realidade coordenadas esféricas. Elevação Azimute

6 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. r r r r h φ=5 φ=2 φ=0 lon0,lat0 S lon1,lat1

7 Altura (km) 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)

8 Coordenadas Polares: Radar Por convenção, os radares meteorológicos utilizam ângulos azimutais ou azimutes em relação ao Norte geográfico. Logo temos: Norte 0 o Leste 90 o Sul 180 o Oeste 270 o

9 Porém para projetarmos sobre um plano, temos que fazer uma conversão de ângulos, pois em trigonometria temos um sistema cartesiano de coordenadas de ângulos.

10 Conversão Direção Azimute (graus) Sistema Cartesiano Norte 0 o 90 o Leste 90 o 0 o Sul 180 o 270 o Oeste 270 o 180 o

11 Logo podemos converter de azimute geográfico 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

12 Polar Cartesiana X = x0 + raio*cos(ang-cartesiano) Y = y0 + raio*sin(ang-cartesiano) * Observação importante: Nos computadores os ângulos são definidos em radianos.

13 r 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?

14 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

15 Amostragem de um raio (azimute) Estes volumes iluminados são definidos como BINS. Também utilizamos a definição de GATES ao longo das radiais. Bins ou Gates Range/Distância

16 Re soluçãobin / TamanhoGat e c 2 Um pulso com largura ( ) 0,1 us 15 metros 1,0 us 150 metros

17 Varredura O radar amostra diversos bins ou gates ao longo de um azimute. A resolução do bin ou gate é dada pela c largura do pulso. Re solbin 2 Nbins ao longo de uma radial

18 Raio Distância do Radar R2 = # gate*res + res/2 R1 = # gate*res + res/2 R3 = # gate*res + res/2

19 Dados de radar: Indicador de Plano de Posição - PPI PPI pode ser considerado um vetor que tem as seguintes dimensões: ngates 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 gates x 360 azimutes

20 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?

21 Cartesiana Polar Norte y1 r Oeste Teta Leste x1 r= ( x 1 x o ) 2 +( y 1 y 0 ) 2 θ azimutal = 450 arctan[ y 1 y 0 x 1 x 0] Sul

22 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? Norte y1 r Oeste Teta Leste x1 r= ( x 1 x o ) 2 +( y 1 y 0 ) 2 θ azimutal = 450 arctan[ y 1 y 0 x 1 x 0] Sul

23 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)

24 A lógica para a Navegação seria Loop azimute = 0 a 359 graus Converte azimute --> graus cartesiano Loop gates = 1 a 240 Converte gate para distância do radar Calcula coordenadas cartersianas X,Y e armazena no vetor X(azimute,bins) =... Y(azimute,bins) =... Fecha loop Fecha loop

25 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 Obs: PPI é o vetor de Chuva que esta em coordenadas polares a ser plotado, X e Y são os vetores com as coordenadas da primeira e segunda dimensão do vetor PPI

26 Plotando os dados de Radar Sala 114 cd /home/curso4-share/radar_2019/aluno nedit plota_ppi_polar.pro &

27 Plotando os dados de Radar Sala 117 cd /compartilhada/radar_2019/aluno nedit plota_ppi_polar.pro &

28 Rodando o programa No Prompt do terminal digite: idl IDL>.run plota_ppi_polar.pro

29 E quando estamos com coordenadas geográficas como calculamos r e azimute?? N Latitude O 0,0 Lon0,Lat0 L Longitude S

30 N lat1 (lon1,lat1) r =?? O lat0 Teta=?? lon0 lon1 L S 1 o ~ 111,195 km