[发明专利]一种测量风速和风向的方法及系统有效
申请号: | 201710756124.6 | 申请日: | 2017-08-29 |
公开(公告)号: | CN107576819B | 公开(公告)日: | 2019-11-15 |
发明(设计)人: | 李新波;朱阁彦;西继东;孙晓东;于晓辉;刘国君;吴越 | 申请(专利权)人: | 吉林大学 |
主分类号: | G01P5/24 | 分类号: | G01P5/24;G01P13/00 |
代理公司: | 11569 北京高沃律师事务所 | 代理人: | 王戈<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
地址: | 130000吉*** | 国省代码: | 吉林;22 |
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摘要: | 本发明公开了一种测量风速和风向的方法及系统,首先获取待测风的风速范围、风向范围;其次建立一个用于发射信号的发射阵元和四个用于接收信号的接收阵元组成的一发四收弧形阵列结构,并以其中一个接收阵元为基准阵元,获取发射阵元发射的信号到达接收阵元时相对于发射阵元发射的信号到达基准阵元时的时延计算表达式;再根据时延计算表达式和待测风的风速范围、风向范围,采用波束形成算法,计算波束形成器输出功率的最大值并确定此最大值对应的风速和风向为风的风速和风向。即本发明是通过信号到达接收阵元相对于信号到达基准阵元时的时延和波束形成算法来确定风向和风速,避免时差法测量误差而引起风信息误差的问题,提高测量精度和测量速度。 | ||
搜索关键词: | 一种 测量 风速 风向 方法 系统 | ||
【主权项】:
1.一种测量风速和风向的方法,其特征在于,所述方法包括:/n获取待测风信息;所述待测风信息包括待测风的风速范围和待测风的风向范围;/n建立一发四收弧形阵列结构;所述一发四收弧形阵列结构包括一个用于发射信号的发射阵元和四个用于接收信号的接收阵元;所述接收阵元接收所述发射阵元发射的信号;/n以所述一发四收弧形阵列结构中的一个所述接收阵元为基准阵元,获取所述发射阵元发射的所述信号到达所述接收阵元时相对于所述发射阵元发射的所述信号到达所述基准阵元时的时延计算表达式;具体包括:/n获取所述信号向第i个所述接收阵元的速度传播公式;所述速度传播公式为:/n /n式(1)中α为相邻两个所述接收阵元与所述发射阵元连线的夹角,θ为待测风的风向,v为待测风的风速;/n获取所述信号到达第i个所述接收阵元的时间计算表达式;所述时间计算表达式为: /n式(2)中c为声波的传播速度,Vi表示所述信号向第i个所述接收阵元传播的速度;R为所述接收阵元到所述发射阵元的距离;/n根据所述时间计算表达式,获取所述发射阵元发射的所述信号到达所述接收阵元时相对于所述发射阵元发射的所述信号到达所述基准阵元时的时延计算表达式;所述时延计算表达式为:/n /n根据所述时延计算表达式和所述待测风信息,采用波束形成算法,计算风的风速和风向。/n
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