SODAR是一个移动声廓线雷达，可以给出连续的接近于实时的三维垂直风廓线，通过使用可选择的RASS扩展系统，还可以测量出温度廓线。SODAR不需要任何的建筑许可，构造杆或永久性固定装置，可以非常方便的进行移动。雷达可以放置在一个货车上或者拖车上，在远程站点时候时安装非常简便，一个训练好的操作员仅需要不到一个小时就可以完成安装。有三种SODAR系统可以应用，每种型号之间的主要差别在于声音天线和测量高度的不同。PCS2000-16——小尺寸雷达，16个扩音器(0.6mx0.6m)PCS2000-24——中尺寸雷达，24个扩音器(0.8mx0.8m)PCS2000-64——最大型号雷达，64个扩音器(1.10mx1.10m)每种型号的典型测量高度型号高度间隔(>5m增量)典型高度范围最大高度PCS2000-16最大4020m——300m>500mPCS2000-24最大4015m——500m>1000mPCS2000-64最大4815m——800m>1500m最大测量高度最大测量高度的定义对于SODAR系统来讲是一个非常关键的技术参数，但是用户必须清楚的知道这些定义。从SODAR基底方程，指定出后散射声音信号密度，后散射SODAR声音信号密度可以通过SODAR的信号质量，声雷达的信号质量依据：大气参数●紊流温度脉动的强度●大气吸收率●自然背景噪声(由风、雨滴、冰雹等产生的噪声)参量参数●信号频率和信号强度●高度分辨率(名义分辨率和有效分辨率)●平均时间测量点参数●背景噪声(机械，风扇，交通等)●固体结构反射●相邻干扰(限制信号强度)系统参数●发出的声音功率●天线面积●天线增益内部电子噪声大小SODAR通过声音信号传输至大气中来实现远程测量，信号可以返回风速和风向信息，这些都是源于多普勒转换。SODAR特点●可调整高度范围●多种频率，多种角度操作●通过以太网、电话线或GSM调制解调器远程接受数据●低功率●无人值守操作●通过图形软件数据可视●有效天线屏蔽用于噪声控制●RASS扩展用于温度廓线●可运输的、紧凑的、容易安装的系统综述在糟糕的天气状况下，SODAR可以测量的最小高度达300米；在好的天气状况下，SODAR可测量的最大高度达1000米（对于PCS2000-64，在极好的天气状况下可测量的高度达到1500米）。测量的分辨率是可以被调整的，根据用户的需要而定（依据型号而定），最小时可以以10米为分辨率，测量的起始点在地面以上15米处。数据可以是原始的格式，也可以是谱或群组数据。分析平均数据和绘图都可以通过用户软件来完成，而且可以给出三维的风速风向，以及其它的矢量信息。如果完成正确的安装，SODAR几乎不需要任何维护，而且可以根据用户的需要进行改变扩展，通过改变一个扩音器或两个等，无需服务或标定需求（在最初购买时，有一个扩音器作为备件，在运输箱中）。SODA是非常容易安装的，而且由于声音屏蔽的组合，还可以拆开，由5个主要部件组成：●声音天线●天线电子部件●供电电源●SODAR控制和数据存储PC●连接电缆(30m)声音天线PCS2000-16有16个扩音器，在声音天线处；PCS2000-24有24个扩音器；PCS2000-64有64个扩音器。扩音器越多，系统的功率的测量范围就更大。天线电子部件所有的SODAR型号电线电子部件安装在天线面板上，在一个防水的不锈钢箱子中（尺寸0.4mx0.6mx0.3m，IP65)电子部件和下列一起安装：●16个功率放大器(PCS2000-16需要8个)MPA24，最大负载60W●传输/接收开关●低噪声放大器●逻辑相移动用于传输和接收模式●控制和监测单元用于天线加热●三个插头/控制PC连接器，电源线，扩音器排线供电电源(能量缓冲)●插头/电源连接器和控制电缆，主要开关●内部保护保险丝，用于输出出入电压●过载电压保护单位，用于电源线●使用容量0.2mF，足够用于声音脉冲排放的电能，避免电源线反馈产生的影响根据系统的参数（比如脉冲重复，脉冲长度，频率）进行能量消耗的选择，平均功耗为：●PCS-16和PCS-24：135——150W●PCS-64：160——175W可选择低功率系统为测量点设计的标准系统可以容易的实现，并不受电源功率限制。为了在远程站点使用，我们可以设计一个低功率的版本，采用DC电源供电。这些系统均有防水外壳，保护PC和整个雷达系统在室外的正常操作。低功率版本系统平均功率消耗：●PCS-16：55W●PCS-24：70W●PCS-64：95WSODAR控制和数据存储PCSODAR控制单元是一个预配置的PC，使用Windows操作系统，并且已经安装了SOＤAR软件。软件可以控制数据存储和数据收集，标准部件工作温度范围为5℃——45℃，因此PC可以安装在通风的室内或者空调环境中。但是，计算机也有可能放置在室外使用，此时用户就应该选择室外机箱。电缆●所有电缆都是高质量的电缆，IP65保护等级的电缆插头/插孔可用于室外的部件：●电源电缆，25米，插头/插孔连接器，连接230VAC电源线●控制电缆，25米，插头/插孔连接器，用于传输，束选择，接收，连接SODAR控制●电源电缆，15米，插头/插孔连接器，连接至±30VDC，连接电源支持SODAR电子部件软件控制软件PCS2000.exe(含3个运行时间执照，用于PCS-24和64，5个用于PCS-16)这是一个控制行工具，可以用于和多普勒SODAR进行通讯，用于数据收集和可视PC。这些程序可以用在Windows操作系统或者Linux操作系统的PC上的任何终端仿真程序，命令是简单的，是清晰的英文ASCII文本，允许SODAR被控制和改变设置。在很低配置的计算机上就可以运行。SODAR控制软件●提供访问系统，并控制所有系统参数、测量变量、端口选择●手动把参数列表输入Windows●远程系统访问，用于系统控制和系统测试（比如通过调制解调器）●自动存储数据和处理数据，采用树结构文件系统；用户可以在线模式或离线模式友好数据归档和恢复●数据设置为ACCII码文件，可选择的结构根据用户需要进行定义可选择GSM调制解调器访问远程站点为了设置远程访问和控制，通过一个调制解调器，用户需要一个二级计算机站点，该计算机上应使用WINDOWSNT软件。SODAR安装完毕后，用户可以通过调制解调器连接至SODARPC，调制解调器（电话线或GSM）的型号根据实际情况而定。SODAR数据可视软件●群组模式，用户长期数据评估●一个框架可以有１个或４个或９个布局●廓线，时间序列，矢量图形，外形图形以时间高度的横断面用于所有测量变量●统计学数据可以应用，可选择级别范围●风玫瑰显示，可选择级别范围和风向扇区●独立谱显示，或者谱廓线●时间间隔（天，周，月，单独）和高度范围可选择，也可以自动调整●可选择真实有效性检查/数据接收开始●对所有数据可选择滑动功能●相对的和绝对的柱状图和风玫瑰●自动的或用户选择的纵坐标和横坐标缩放比例●指针指向位置显示数字数值●对所有数据均可实现缩放功能和滑动功能●手动无效程序●WINDOWS支持全球打印路径●图形可输出多种图片格式(Windows位图，Windows图元,agfaSCODL，HPGL，LOTUS1-2-3，PIC，GIF，TIFF，GEM，EncapsulatedPostscript，CGM)●数据输出格式为CSV格式PCS2000SODAR可选项●防水控制机箱(SODAR控制PC室外使用)●低功耗SODAR系统●拖车安装选项●GSM调制解调器SODAR室外控制单元防水控制机箱如果设备用于一个远程站点，而且还需要使用室外计算机，这些都安装在一个室外的防水支架上。单位本身的性能是不会改变的，但是通过加热可以使系统工作至零下35℃。除了声音天线以外，SODAR的所有电子部件都可以集成在一个IP65保护等级的白色油漆覆盖的(RAL9010)19"的铝制盒子内，依从IEC-297-3标准。盒子的前后都有盖子，双重锁扣件和自动压力平衡阀门。防水控制机箱可以总是直接安装在SODAR天线的旁边，在天线和屏蔽之间有一根5米长的连接电缆，含电缆连接器。低功率系统设计的标准系统是很容易访问的，而且不受供电电源限制。为了在远程站点使用，我们设计了低功率的DC供电配置。这些系统都可以用在一个防水连接的外壳中，和PC安装在一起，可以是整个系统在室外使用。低功耗系统的平均功耗：●PCS-16：55W●PCS-24：70W●PCS-64：95W这些系统提供所有的标准系统工作模式，但是SODAR控制PC在低功耗系统上是一个单独的PC面板，可以提供完整的PC功能。配置如下：●300MHz处理器PCM489，INTEL兼容●128MBRAM，20GBHD●1.44软驱●1个鼠标，1个键盘或触摸板●1个RS232/422，用于GSM调制解调器●1个并行口，用于SODAR接口这个配置设计优化了功耗的减小，数据可以存储在系统的硬盘上。SODARPC的性能用于数据显示和数据分析，和标准版本并不一样有高质量的数据，因此我们推荐使用一个二级PC，最好能是一台笔记本电脑，用于读取SODARPC(通过一个网络)的数据，通过二级PC系统用于数据显示和数据分析。功耗和低功耗系统必须使用下列任意一种供电方式：●标准230±10%VAC电源，50±5%Hz●24VDC供电230VAC或24VD输入电压将支持SODAR-PC和电子部件的电压需求。在230VAC电源支持下，可以进一步的让SODAR天线加热工作，同时RASS温度锡系统也可以扩展到SODAR系统中。低功耗SODAR(PCS2000-24)将消耗大约60-70W的功率，根据操作参数的设置而定。当所有的外部组件(6.4"TFT显示器，1.44MB，GSM调制解调器)都关闭后，就会减少已停止使用部件的功耗，这些都是正常的省电操作模式。工业级的GSM调制解调器是可选择的，如果选择，其将通过一个定时器来开关，另外一些部件也可以由用户来开启关闭。调制解调器可选择的工业级标准GSM调制解调器可用于远程登陆，并检查或改变一些设置，完成一些操作。当出现一些潜在的问题诸如供电失败，这个时候也允许发送一些SMS信息给用户。调制解调器适合在野外使用，传输速率在14400bps，操作频率在900/1800MHz，供电为10-80VDC。SODAR/RASS的拖车安装，容易运输，提高效率SODAR/RASS系统可以被安装在一个适当的拖车（大约7米长，2米宽）的平台上。所有的部件都是全天候的，可封闭的，放置在一个大约2mx2mx1.5m的保护结构中，包含电池和电子部件。天线安装在拖车上一个安全的位置，当拖车在行进中时，仅需要附加一个接地线。一个单人大约在10分钟左右即可完成设置，如果需要，在拖车上还可以布置一台发电机或者其它部件，不需要攀爬就可以轻松的获得。测量范围测量范围风速0——35m/s风向0——360°标准偏差径向风组成0——3m/s测量精度风速(0——5m/s)±0.5m/s风速(5——35m/s±10%风向(0.8——35m/s)±5°径向风组成±0.1m/s标准偏差径向风组成±0.15m/s测量高度最低测量高度（根据分辨率可调高度）10m高度分辨率（可调节）5——50数据有效性(依据站点条件和系统参数)80%，最大200m传输频率声音：可调节1.5——3kHz技术性能参数电磁(可选择/RASS)1290MHz功耗PC和接口230V，250W供电单元230V，130WRASS电子单元(可选项)230V，350W低功率PCS-2000/24LP230V，90W数据传输网络连接器10/100Mbit/s，以太网三个多普勒SODA型号的技术性能参数：PCS2000-16PCS2000-24PCS2000-64RASS综述RASS扩展系统，附加在SODAR仪器上，是一个可靠的容易使用的仪器，可以快速的获得大气温度差信息。尤其是在垂直成层结构方面，在污染物浓度垂直观测上具有非常重要的意义。SODAR/RASS可RASS方法使用的是垂直发射无线电波扫描，在垂直方向上发出垂直声波，探测垂直温度廓线。RASS组件RASS扩展系统由两个抛物面天线，一个接收器和一个发射机加上RASS的电子部件组成，RASS的电子部件主要有信号源，功率放大器，接收器。RASS声波对风的影响、同样是声波，当透过大气层向上传播时，可能会被接收点的水平改变。因此在强风情形下，接收区域以外的变化非常快。在使用上，这个不仅可以被单声源补偿，而且还可以在雷达的天线周围布置大量的声源，然后根据观测风向选择操作。这些操作会增加RASS的价格，但是至少是一种改善数据有效性覆盖的范围的方法，高度在300——400米以上。声波转换的进一步选择是使用大一些的雷达天线，这样就可以增加天线的孔径，对于发射和接收都有所改善。因此，大一些的雷达天线使用可以有更多的成本有效方法，而且RASS的雷达部分频率可以被改变为480MHz。低一些的频率提供跟多的益处：频率减少和声能减少的大气吸收，因此散射横截面将高于散射过程。1290MHz对480MHzRASS从长期的操作经验来看，两个系统我们都可以制定一个80%的高度覆盖范围，在5米/秒的风速下，1290MHz可以为RASS提供300——400米高度测量，480MHz可以为RASS提供600——800米高度测量。和大功率风廓线结合在一起，RASS的范围也可以被扩展到1000米的高度，甚至是到达3000米的高度，只是需要增加一些成本和比较差的分辨率。)