利用GPS定位信息遥感大气风场的研究

介绍了GPS测风系统的构成、GPS接收机的性能指标和从GPS定位信息反演大气风场的方法,GPS接收机的性能指标与反演的风场数据的精度和可靠性关系密切.为了验证GPS测风技术的可靠性,进行了和风廓线仪、Vaisala探空的对比实验,结果表明:GPS探空和风廓线仪及Vaisala气球测风的结果相关性都很好,风速、风向廓线较为接近,但GPS测得的风速平均值比风廓线仪和Vaisala的测量结果均偏大.进一步分析了GPS测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正十分必要.     

基于北京流星雷达的MLT区域大气风场研究

探测和研究大气风场是认知中高层大气结构的最重要的手段之一,其中流星雷达是一种非常好的观测大气风场的手段。为了更好地了解中纬中间层-低热层(MLT)区域大气风场的特征,本文利用2016年北京流星雷达反演的风场数据进行研究。首先研究了大气平均风场随时间和高度的变化特征,得出1~3月北京上空MLT区域的纬向风均以西风为主,经向风南风与北风交替显著,但仍以北风为主导的结论。继而对于90 km处的大气潮汐波进行研究,通过Lomb-Scargle功率谱方法和谐波拟合得出了大气潮汐随时间的变动规律,即中纬地区大气水平风场受到的潮汐波影响以半日潮汐为主、周日潮汐次之。     

数据长度和信噪比对中频雷达风场计算的影响分析

计算相关函数是FCA(Full Correlation Analysis)风场算法的重要步骤.理论分析发现,信号与噪声之间的互相关函数不等于零是相关函数幅度校正产生误差的重要原因,而数据长度和信噪比都会对这一误差的分布产生影响.通过仿真计算验证了这一结论,并在统计分析后得到了数据长度和SNR值对互相关函数最大值延迟时间和幅值误差分布的影响关系.结合FCA计算中最大值延迟时间和幅值对FCA风场计算结果的影响关系,进一步得出了中频雷达数据长度和信噪比阈值的设定标准,以及互相关函数幅度校正的修正准则.     

一种基于灰度互相关法的扫描模式下的风场反演算法

该文分析了传统风场反演算法的理论依据、特点和不足,提出一种新的扫描模式下的风场反演算法。该算法考虑两幅相邻扫描周期所成合成孔径雷达图像中海浪波纹的相关特性,应用互相关方法,求解波纹运动矢量,确定风场风向,然后代入地球物理模型求解风速。与传统风场反演算法及浮标实测数据对比可知,该算法提高了风场反演的精确度,且不存在风向模糊问题。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。     

三角尺度效应对中频雷达风场探测的影响分析

 采用空分天线测风模式的中频雷达在使用全相关分析算法时,天线阵尺度的变化会带来风速风向的计算偏差,称为三角尺度效应.由于三角尺寸效应的存在,中频雷达天线设计必须考虑天线阵尺度的影响因素.本文主要从两个方面分析天线阵尺度对MF雷达风场探测的影响:(1)天线阵尺度对互相关函数最大值校正误差的影响；(2)天线阵尺度对数据采信率的影响.分析结果表明:为保证较高的数据采信率,天线阵尺度应小于衍射图尺度.而在满足天线阵尺度小于衍射图尺度的范围内,选择较大的天线尺度将有助于提高平均测风精度.最后提出了中频雷达天线阵尺度选择建议.     

中频测风雷达的研制

介绍了中频测风雷达的工作原理,给出采用空间分布天线模式(SA)和全相关分析技术(FCA)求取大气水平风场的算法。提出的倒V型天线设计方案,在工程上易于实现;对每路8 kW的高功率输出,采用全固态发射技术,提高了系统稳定性和可靠性。结果表明,中频测风雷达能够测量中层大气的风速和风向,达到了预期效果。     

风廓线雷达地物杂波抑制研究

风廓线雷达是探测大气风场和湍流的有效工具,其回波易受地物杂波干扰,使得雷达回波谱变得复杂,为了提高雷达探测精度,地物杂波抑制是风廓线雷达信号或谱处理重要的一部分.介绍了一般地物杂波抑制方法并分析其不足,研究了频域中地物杂波和雷达大气回波谱特征,结合大气回波谱倾斜度分析,提出了基于未受污染大气回波谱高斯最小二乘拟合地物杂波抑制方法,研究表明,该方法在地物杂波抑制处理上是可行的.     

合肥对流层风场风廓线雷达测量与分析

大气风场是研究气溶胶输送与复合过程以及时空分布变化研究的一个重要方面,也是天气分析和天气预报中的一个重要参数.采用对流层风廓线雷达,连续测量了合肥地区的对流层大气风场.统计了2009年合肥地区风场变化,得到了一些统计结果:边界层(2 km以下)风速基本小于5 m/s,风向变化复杂,不同季节风向略有不同;对流层风速多在5...     

机载气象雷达风切变信号仿真

风切变是引起空难事故的重要原因之一。具有风切变探测能力的机载前视气象雷达对于保障航空安全非常重要。由于风切变现象具有危害大、持续时间短且不易探测的特点,使实际数据较难获取。因此,风切变回波信号仿真对风切变检测技术的研究和验证具有重要意义。文中对风切变雷达回波信号的仿真提出了一个新思路:首先,通过使用风场仿真软件生成一个较为真实的风切变风场,然后,根据雷达参数高保真地对风切变雷达回波信号进行仿真。通过仿真结果与风切变结构特征的对比,表明仿真过程合理,仿真数据有效。     

固定式边界层风廓线雷达TR组件相关故障分析

固定式边界层风廓线雷达是一部上视、晴空探测脉冲多普勒雷达,能实时探测大气三维风场,能不间断地提供被探测高度范围内的大气水平风场、垂直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布。对固定式边界层风廓线雷达的组成、原理进行了简单的阐述,并着重介绍了关于固定式边界层风廓线雷达TR组件相关故障的发现和排除方法。     

星载合成孔径雷达海面风场反演方法研究进展

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）因其全天时、全天候、高分辨率对海探测的特点,在海面风场反演方面具有独特优势。分别以合成孔径雷达风向、风速以及风矢量反演为主线,对国内外相关工作进行了详细的总结。     

数字散斑时间序列相关三维面形测量中提高精度的方法

本文提出一种基于数字散斑时间序列相关三维面形测量法中提高测量精度的方法－多相关峰优化法。在数字散斑时间序列相关测量法中,当物体表面存在复杂细微结构时,被物体调制的散斑图中局部区域的散斑子图像会出现明显变形和局部阴影,这时相关曲线会出现多相关峰。由于相关值很低,这些相关峰对应高度都有可能是测量点的高度值。本文用特殊的算法对这些相关峰对应高度值进行辨别,找出最适合的高度值作为测量值,对测量结果进行优化。实验证明该方法对改善因局部区域的散斑子图像的变形和局部阴影影响而导致的测量误差具有非常显著的效果,使得数字散斑时间序列相关三维面形测量法能够用来测量复杂三维物体面形。     

串联MEMS开关的瞬态电磁场分析

提出了一种串联MEMS开关的电磁耦合模型 ,并且应用该模型 ,对采用表面硅工艺和体硅工艺制作的MEMS开关 ,采用全波分析方法 ,进行了瞬态电磁场分析。由于开关尺寸为微米量级 ,而驱动电压高达 4 0～ 6 0V ,这样的瞬态高压有可能对开关上的信号产生影响。理论仿真结果显示 ,开关驱动路对信号路有很强的耦合场存在。实验结果同样显示 ,耦合到信号路的信号可以输入信号产生最大值为 6 0 %的失真     

基于有限元方法对高压架空输电线路风偏电场的研究

中国地域辽阔气候复杂,架空输电线路经常面临风速大、飑线风多以及其它恶劣天气因素的影响,导致频繁出现输电线路风偏故障,对电力系统安全运行构成严重威胁.导线周围的电场能够反映输电线路风偏情况,对输电线路风偏电场的研究有利于风偏故障的防治.本文基于有限元方法对西北电网330kV架空输电线路风偏电场进行模拟,获取了输电线路周围电场分布的仿真结果.根据不同风速下输电线路的电场分布,采取相应的防风措施,可以大大降低风偏故障发生概率,这对电力系统的安全运行具有重要的工程意义和经济价值.