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电子学报 2023年第9期51卷 2428-2436页

作者：单泽彪解晓冉刘小松韩明轩长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 长春气象仪器研究所吉林长春130102 吉林大学通信工程学院吉林长春130022

针对现有的超声波测风仪测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出了一种基于二次相关的互射式三阵元超声波测风方法.所提方法采用三阵元互射式阵列结构并结合二次相关的时延估计算法进行超声波传播时间测量,进... 详细信息

针对现有的超声波测风仪测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出了一种基于二次相关的互射式三阵元超声波测风方法.所提方法采用三阵元互射式阵列结构并结合二次相关的时延估计算法进行超声波传播时间测量,进而根据超声波传播时间与风速风向的关系得到风速风向值.所提方法具有较强的噪声抑制能力,而且可减小阴影效应及消除温湿度对风速风向测量的影响.通过模拟仿真实验以及搭建的互射式三阵元超声波测风系统对所提方法进行了有效性验证和实测数据验证.实验结果表明,与正交对射式测量方法、阵列式测风方法以及基于一次相关的互射式三阵元测风方法相比,所提方法具有更高的测风精度.在实测实验中风速测量的相对误差为2.38%、风向测量的误差为2.3°,基本达到了超声波测风的技术要求.

关键词：风速风向测量超声波测风互射式三阵元二次相关阴影效应

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基于互射式三阵元超声波传感器的风矢量测量

引用

太阳能学报 2023年第9期44卷 411-417页

作者：刘小松解晓冉单泽彪韩明轩长春理工大学电子信息工程学院长春130022 长春气象仪器研究所长春130102 吉林大学通信工程学院长春130022

为解决现有的超声波测风仪存在的测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出基于互射式三阵元超声波传感器阵列结构的风矢量测量方法。设计的测风结构由3个收发一体式超声波传感器组成,根据三阵元系统结构特性结... 详细信息

为解决现有的超声波测风仪存在的测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出基于互射式三阵元超声波传感器阵列结构的风矢量测量方法。设计的测风结构由3个收发一体式超声波传感器组成,根据三阵元系统结构特性结合时差法建立风矢量测量模型,消除温湿度及阴影效应对风矢量测量的影响,运用基于相关法的时延估计方法并结合快速傅里叶变换进行传播时间估计,减少算法的计算复杂度。最后,进行模拟仿真实验验证所提算法的有效性,并通过搭建的互射式三阵元超声波测风系统进行实测数据验证。在实测环境下风速测量的相对误差为2.75%、风向测量的误差为2.5°,基本达到测风领域的技术要求。

关键词：风速风向测量超声波测量时延测量相关法互射式三阵元

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