自1998年起开始建立中国新一代天气雷达网(CINRAD),为充分发挥其效益,提高雷达产品质量,进一步提高新一代天气雷达资料在天气预报和气象服务中的应用水平,2004年底中国气象局决定设立“新一代天气雷达建设业务软件系统开发项目”,简称“雷达业务软件工程”或 ROSE(Radar Operational Software Engineering的缩写)项目。ROSE软件是由我国自主研发的新一代天气雷达业务软件系统,建成后ROSE将取代现有雷达系统软件。它将是我国CINRAD业务雷达的通用软件平台;具有全新的软件架构,具备更高的稳定性和抗病毒能力;与以往雷达系统软件相比,ROSE具有更友好直观的系统界面,极大改善用户体验;并且新增基于基数据的质量控制算法,能自动退速度模糊,可消除地物/超折射、晴空回波,海浪回波、电磁干扰等多种杂波,大大改善数据质量;同时ROSE完善雷达产品算法,新增数种产品算法,包括:冰雹、阵风锋、大风区、边界层辐合线、逆风区识别等,更好服务于天气分析;另外,ROSE具有更丰富的GIS信息及地形显示,更完善的数据分析功能。
2010年10月开发完成ROSE零版本。此后,2011年至2015年,ROSE项目进入第二期建设,项目更名为“新一代天气雷达建设业务软件系统开发及应用”,ROSE 1.0为新一代天气雷达建设业务软件系统的用户系统软件,在其设计沿用了现有业务中广为熟知的软件组成概念,系统由三部分组成,即数据获取RDA、雷达产品生成系统RPG和雷达产品显示PUP。ROSE 1.0获取前端采样数据和状态信息,在质量控制的基础上生成雷达产品,并进行显示。其中,RDA负责控制、监控、标定、信号处理、数据采集与存储;RPG负责生成应用产品、监控雷达状态、存储Z/V/W数据;PUP负责向RPG请求产品、显示产品、存储产品、发送产品。通过宽带通讯系统负责实时发送状态数据,实时接收控制参数,监控通讯状态。通过窄带通讯系统负责实时接收和发送产品,分别连接RDA与RPG和RDA与SWAN,监控通讯状态,保证数据的实时性、正确性和完整性。经过近5年来业务试运行测试,2016年5月ROSE软件正式在河北、天津、山东、安徽、江苏、上海、福建省(市)的30部SA型号雷达上开展业务运行。本节主要以ROSE1.0版本为基础进行介绍。
1.ROSE系统界面

图A3.1是ROSE的监控界面,该界面能更加清晰直观的展示各子系统概况,增强的雷达实时连接和监控能力能够实现与雷达的实时数据连接和状态监控。另外,在系统参数配置方面,ROSE对雷达站点、通讯连接等站点相关参数的配置简单直接,更方便用户使用。
图A3.1 ROSE软件系统监控主界面

2.ROSE产品生成系统(ROSE RPG)
ROSE的雷达产品生成系统(ROSE RPG)是新一代天气雷达数据处理和气象算法的核心系统,它通过宽带通讯线路从雷达数据采集系统实时接收基数据,根据用户的配置和请求运行各种气象产品算法,生成满足业务需求的气象产品,并通过窄带通讯线路将产品传给终端用户。在满足现有天气雷达业务需求的基础上,ROSE RPG系统有很好的开放性和兼容性。它可以兼容处理新一代天气雷达不同波段和型号的数据(如CINRAD/SA, SB,CB等)。ROSE RPG的主要功能包括:实时数据通讯功能、气象产品生成功能、气象产品分发功能、基数据存档和回放功能、软件状态监控和日志功能、雷达站点信息管理功能和气象算法适配数据管理功能。
3.ROSE产品显示系统(ROSE PUP)
ROSE的雷达产品显示系统(ROSE PUP)是天气雷达气象产品的显示、分析和应用终端,它通过窄带通讯实时接收ROSE RPG生成的各种气象产品,以图形、图像、字符、动画等形式进行显示,供预报员对天气现象进行分析。ROSE PUP以交互式的操作方式,融合地理信息系统,为天气预报人员和数据分析用户提供雷达产品精准的数值分析应用。ROSE PUP的主要功能包括:产品请求和接收、产品数据的存储和管理、产品显示、产品分析、产品动画、状态监视、产品编辑和注释、适配数据管理和产品导入和导出功能。
4.ROSE数据处理功能
为方便省级气象部门对区域内多部雷达数据同时进行分析和应用,ROSE可支持多站基数据并行处理,并实现回放各种格式和命名的基数据,ROSE系统提升了离线数据回放处理速度,可以完成基数据自动导入和回放处理,扩展了基数据的准实时应用方式。在数据输出方面,ROSE 系统内置雷达数据资料上传功能,能够将雷达状态和报警信息、雷达基数据、雷达产品文件进行实时业务化上传,并保证数据上传的正确性、稳定性和时效性。数据资料的上传采用 FTP协议,数据格式和文件命名方式满足中国气象局对新一代天气雷达数据格式的要求。支持多种格式、不同尺寸的产品图片输出。
5.ROSE系统产品显示
ROSE系统具有产品预览功能,可方便预报员对存档的基数据进行回波查看和分析;实时剖面功能能够使预报员方便快捷且能对历史资料进行即时剖面。在地图显示方面,ROSE PUP地图管理能够自适应所有新一代天气雷达站点,全国为统一的地图文件,可满足全国所有雷达的应用要求,提供了所有雷达站的经纬度列表,方便多站应用。ROSE系统具有背景地形图功能,预报员可将回波叠加在地形地貌的底图上,可以针对山区、浅山区、平原结合其他资料进行更详细的预警预报服务工作。另外,在图像处理、光标联动、距离测量、鼠标取值等方面功能比现有业务系统显示方面改进明显。如,ROSE系统的图像保存功能支持多种格式,并具备动画文件输出能力,大大方便了预报员利用雷达显示系统对雷达资料进行天气分析和演示。