邓云逸，姚振东，刘凯，邱玲，皮波

(成都信息工程大学 中国气象局大气探测重点开放实验室, 成都 610225)



邓云逸，姚振东，刘凯，邱玲，皮波

(成都信息工程大学 中国气象局大气探测重点开放实验室, 成都 610225)

超声波测量水平风的技术已经在地面气象观测业务中应用多年，效果很好。将这种技术稍加变通，将测量的平面三角形结构变成正四面体结构的不相交两边，使之形成具有三维测量能力的特殊结构。采用步进频率测量技术，将发射的100 kHz频段的超声波进行扩频调制，通过相关接收后获得脉冲压缩，兼顾了较低峰值发射功率的接收灵敏度问题，以及超声波脉宽造成的时间测量精度问题，还具有一定的抗干扰能力。仿真和实验室初步实验结果证实了这种方法的可行性。

三维矢量风；超声波换能器;时差法;正四面体结构

引　言

矢量风(风向和风速)是气象观测中的关键要素。传统测风系统因为灵敏度、饱和度以及运动惯性等原因，在风的测量中存在较大的动态误差[1]。

垂直气流对天气、交通运输、建筑施工、甚至工农业生产等均会产生影响，因此三维矢量风的测量在专业气象服务中具有重要意义。利用超声波测风技术进行三维矢量风的测量技术及观测方法的研究，是气象观测研究中的重要工作。

1　超声波三维风测量原理

1.1超声波测风原理

本文采用延时估计法来测量风的速度。在传播工程中超声波受到顺逆风的影响，速度发生改变，通过测量一定距离上超声波顺逆的传播时间可计算出风速。……