Automatizované plošné měření intenzity srážek prostřednictvím sítě mikrovlnných spojů

Abstract

Mikrovlnné spoje typu bod-bod mohou být použity jako rozhlehlá senzorová síť pro měření dešťových srážek. Tato práce se zabývá aplikací tohoto postupu v praxi. V první části práce je pojednáno obecně o atmosférických srážkách a standardních metodách jejich měření; je rozebráno šíření mikrovlnného signálu a různé příčiny jeho tlumení, se zaměřením na útlum způsobený deštěm a doporučení ITU-R P.838. Následuje přehled stavu výzkumu problematiky měření srážek mikrovlnnými spoji. Ve druhé části práce je proveden ruční postup výpočtu srážek z dat mikrovlnných spojů, s ohledem na velikost útlumu vlhkou anténou. Poté práce popisuje vytvoření podpůrného nástroje v jazyce C#, pro dodání dat funkcím knihovny RAINLINK, provádějícím plošný výpočet srážek. Následuje několik výpočtů srážek, které jsou validovány fyzickými srážkoměry. Dále je v jazyce Python vytvořena vlastní aplikace Telcorain pro výpočet srážek, založená na knihovně pycomlink, disponující grafickým uživatelským rozhraním vytvořeným v PyQt. Opět je provedeno několik výpočtů srážek validovaných srážkoměry, a výsledky jsou porovnány s knihovnou RAINLINK.

Point-to-point microwave links can be utilized as a large sensor network to measure rainfall. This work deals with the application of this procedure in practice. The first part of the thesis deals with atmospheric precipitation in general and standard methods of their measurement; and the propagation of the microwave signal and various causes of its attenuation, focusing on the attenuation caused by rain and the recommendation ITU-R P.838. This is followed by a state of the art summarization of the measurement of rainfall by microwave links. In the second part of the work, a manual procedure for calculating rainfall from microwave link data is performed, taking wet antenna attenuation into account. Then the creation of a support tool in the C# language is being described, which supply the data to the functions of the RAINLINK rainfall calculation library. Several rainfall calculations that are validated by physical rain gauges are performed. Furthermore, the own Telcorain application for rainfall calculation is created in the Python language, based on the pycomlink library. It has a graphical user interface created in PyQt. Several rainfall calculations validated by rain gauges are performed again, and the results are compared with the RAINLINK library.