基于5G-A通讯基站的降⽔测量技术研究及应⽤示范
编号:16 访问权限:仅限参会人 更新:2026-07-31 21:37:00 浏览:0次 张贴报告

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摘要
随着全球气候变暖与城市化进程加速,局地极端降水及低空突发风切变对城市防灾减灾与低空经济安全构成了日益严峻的挑战。然而,传统气象观测网由于布设稀疏而存在显着的近地层“探测盲区”,传统气象雷达又极易受复杂城市下垫面、山体建筑物遮挡以及雨衰干扰,难以提供秒级、十米级的高时空分辨率精细化探测。近年来,5G-Advanced(5G-A)通感一体(ISAC)技术为高精度降水监测提供了全新思路。在降雨场景下,ISAC基站的通信与感知性能对降雨强度及降水粒子物理特性表现出极高的敏感性。相较于商用微波链路(CML)仅能依靠路径积分进行被动降水估计,5G-A基站可依托大规模天线阵列(Massive MIMO)构建主动探测的分布式相控阵雷达网络,从而实现降水的定量主动测量。本研究首次利用真实部署的5G-A通感一体化基站进行气象要素主动探测,以正交频分复用(OFDM)等通信波形为探测信号,主动发射并接收特定分辨单元内降水粒子群的后向散射回波,通过解析回波中的信道状态信息(CSI)、时延(ToA)、多普勒频移与到达角(DOA)等参量,实现降水的精细化反演。并在雄安新区基站(工作频率4.93 GHz,配备128个T/R组件的有源相控阵天线,支持±45°双极化)开展了系统性的多站协同外场验证试验。基站挂载于50 m通信塔顶,采用固定仰角及16个水平波束执行±30°水平电扫描,单次扫描仅需5 s(占用10%通信资源),实现1.5–15 km探测范围内高达7.8 m的距离分辨率。试验联合东侧20 km处的X波段相控阵天气雷达以及探测覆盖区内高密度布设的12部翻斗式雨量计真值进行系统性比对。在2025年华北主汛期观测期间,系统共记录了16次降水过程(共51小时10分钟有效数据,其中典型时段约1000分钟),数据回传成功率达100%。对比结果表明,5G-A主动探测的融合降水反演与雨量筒真值高度吻合,相关系数(CC)达0.923,均方根误差(RMSE)低至4.058 mm/h,降雨等级分级准确率达93%,数据完整率达100%;同时,反演的雨中风速RMSE优于3.3 m/s(实测约为3.27 m/s),风向误差优于21.0°,充分验证了其作为气象主动探测设备的可行性与高可靠性。
关键词
5G-A,降⽔测量
报告人
高艳宇
河北雄安新区气象局

稿件作者
高艳宇 河北雄安新区气象局
花家嘉 河北雄安新区气象局
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  • 08月12日 2026

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