[发明专利]一种基于水平度测量的雷达测风的优化方法及装置

说明书

本发明涉及雷达测风领域，为一种基于水平度测量的雷达测风的优化方法及装置。通过相位控制，雷达天线阵面向不同方向发射雷达信号，并采集后向散射回波，对回波信号进行分析处理，计算不同方向的径向风速，合成得到水平风速，以及得到方位角φ；旋转驱动单元带动水平度测量单元实时测量雷达天线阵面的水平度；根据雷达测风设备的风速和水平度测量单元的水平度信号，进行分析处理，并根据方位角φ下的水平度α对雷达设备所测的风速进行校正，最终得到水平风速，当水平度偏差超过设定的保护值时，发出报警信号。本发明实时监测雷达天线阵面的水平度，当发生倾斜时，对雷达测风得到的水平风速进行修正，提高测风的精度。根据水平度发出预警信号，方便对雷达进行维护，保证雷达测风设备的安全。

技术领域

本发明涉及雷达测风领域，具体涉及一种基于水平度测量的雷达测风的优化方法及装置。

背景技术

伴随着技术的进步，雷达测风技术因其安全高效、探测范围广、建设维护成本低等优点，在风资源评估，风机微观选址和功率预测等领域得到了广泛的推广和应用。但是作为一种新兴的技术，基于多普勒原理的雷达因其自身的特点，在测量三维风速时至少需要3个不在同一平面的径向风速进行合成，才能得到水平风速。如果(雷达阵面水平度为零时才能保证垂直波束垂直于水平面) 雷达阵面不能保证平行于水平面，垂直波束不能保证垂直于水平面，则会严重影响合成计算得到的水平风速。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于水平度测量的雷达测风的优化方法及装置，实时监测雷达天线阵面的水平度，当发生倾斜时，对雷达测风得到的水平风速进行修正，提高测风的精度。同时根据水平度发出预警信号，方便对雷达进行维护，保证雷达测风设备的安全。

本发明是这样实现的，

一种基于水平度测量的雷达测风装置，该装置包括雷达测风设备，水平度测量单元，旋转驱动单元以及控制单元，其中，

所述雷达测风设备，通过相位控制，向不同方向发射信号，并采集后向散射回波，对回波信号进行分析处理，计算不同方向的径向风速，最后合成得到水平风速，并把测量得到的数据传递给控制单元；

所述旋转驱动单元，带动水平度测量单元旋转；

所述水平度测量单元，测量雷达天线阵面的水平度，并传递给控制单元。所述水平度为风向；

所述控制单元，接受雷达测风设备的风速和水平度测量单元的水平度信号，进行分析处理，最终得到水平风速，当水平度偏差超过设定的保护值时，发出报警信号。

进一步地，所述雷达测风设备测量得到的数据包括：风速矢量在东、北、天顶方向上的径向风速分量u、v、w，方位角φ，以及水平风速V_h，其中：使天顶方向上的径向风速分量w垂直于水平面时，水平风速V_h，

φ为方位角，

进一步地，控制单元通过雷达测风设备得到的方位角，选择方位角φ处水平度测量单元测量得到的水平度α。

进一步地，所述控制单元根据水平度α、测量得到的水平风速V_h和天顶方向上的径向风速分量w重新合成真实水平风速V_h平：

V_h平＝V_h×cosα+w×sinα；

真实天顶方向w_直：

w_直＝V_h×sinα+w×cosα。

一种基于水平度测量的雷达测风方法，该方法包括：