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Aula Lab Transformação de coordenadas
Os radares realizam varreduras azimutais, portanto as medidas encontram-se em coordenadas polares. q r
Entretanto, além da varredura azimutal os radares também realizam varreduras em elevação, portanto temos na realidade coordenadas esféricas. Elevação Azimute
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
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 = 360 ângulo-cartesiano
Polar Cartesiana X = x0 + raio*cos(ang-cartesiano) Y = y0 + raio*sin(ang-cartesiano) * Observação importante: Nos computadores os ângulos estão sempre em radianos.
q 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?
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. Bins ou Gates Range/Distância
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
Raio Distância do Radar Raio = número do bin x resolução do bin + resolução do bin/2 R2 = # gate*res + res/2 R1 = # gate*res + res/2 R3 = # 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 2 2 ) y (y + ) x (x = r 0 1 o 1 r Teta 0 1 0 1 azimutal x x y y = θ arctan 450
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 2 = (x x ) + (y y 1 o 1 0 ) 2 θ azimutal = 450 arctan y x 1 1 y x 0 0 Sul
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_2015/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?? N Latitude O 0,0 Lon0,Lat0 L Longitude S
N lat1 (lon1,lat1) r =?? O lat0 Teta=?? lon0 lon1 L Grau ~ 111,195 km S
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?