Взаимнокорреляционная функция сигналов и оценка скорости ветра в многопозиционных метеорадиолокационных системах


https://doi.org/10.15217/issnl684-8853.2017.4.86

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: в связи с активным внедрением многопозиционных метеорадиолокационных систем на базе малогабаритных метеорологических локаторов актуальна проблема разработки эффективных алгоритмов обработки сигналов в таких системах. Цель исследования: разработка и анализ качества алгоритмов оценки средней скорости ветра в многопозиционных метеорадиолокационных системах. Результаты: получено общее выражение для пространственно-временной взаимнокорреляционной функции сигналов в бистатической метеорадиолокационной системе. Сделан вывод о независимости сигналов в рассмотренной системе. Предложен двухэтапный алгоритм оценки скорости ветра, основанный на известных методах оценки доплеровской частоты и ширины спектра, а также рассмотрен ряд его упрощенных вариантов. Проведено математическое моделирование для сравнения качества работы предложенных алгоритмов. Сделан вывод о том, что определяющее значение на качество оценки скорости ветра оказывает точность используемых на первом этапе алгоритмов оценки доплеровской частоты и ширины спектра. Упрощения алгоритма на втором этапе оценки несущественно ухудшают ее качество. Практическая значимость: полученные результаты могут быть использованы при разработке многопозиционных метеорадиолокационных систем для оценки вектора средней скорости ветра.

Об авторах

П. И. Ермаков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


А. А. Монаков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Список литературы

1. Gao J., Xue M., Shapiro A., Droegemeier K. K. A Variational Method for the Analysis of Three-Dimensional Wind Fields from Two Doppler Radars // Monthly Weather Review. 1999. N 9(127). P. 2128-2142.

2. Gao J., Xue M., Brewster K., Droegemeier K. K. A Three-Dimensional Variational Data Analysis Method with Recursive Filter for Doppler Radars // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2004. N 3(21). P. 457-469.

3. Ldpez Carrillo C., Raymond D. J. Retrieval of Three-Dimensional Wind Fields from Doppler Radar Data Using an Efficient Two-Step Approach // Atmospheric Measurement Techniques. 2011. N 12(4). P. 2717-2733.

4. Kabeche F., Lemaitre Y., Kemkemian S., Artis J.-P. Airborne Radar Retrieved 3D Wind Fields for Turbulence Detection // 7th European Radar Conf. on Radar in Meteorology and Hydrology, Toulouse, June 25-29, 2012. P. 1-6.

5. Sirmans D., Bumgarner B. Numerical Comparison of Five Mean Frequency Estimators // Journal of Applied Meteorology. 1975. N 6(14). P. 991-1003.

6. Bamler R. Doppler Frequency Estimation and the Cramer-Rao Bound // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1991. N 3(29). P. 385-390.

7. Монаков А. А., Монаков Ю. А. Наблюдение турбулентных атмосферных областей в бортовых метеорологических радиолокаторах: измерение параметров турбулентности // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 5. С. 14-28.

8. Доброленский Ю. П. Динамика полета в неспокойной атмосфере. - М.: Машиностроение, 1969. - 257 с.

9. Dryden H. L. A Review of the Statistical Theory of Turbulence // Quarterly of Applied Mathematics. 1943. N 1(1). P. 7-42.

10. Von Karman T. Progress in the Statistical Theory of Turbulence // Proc. of the National Academy of Sciences. 1948. N 11(34). P. 530-539.

11. Doviak R. J., Zrnic D. S. Doppler Radar and Weather Observations. - Courier Corporation, 1993. - 592 p.

12. Levin M. Power Spectrum Parameter Estimation // IEEE Transactions on Information Theory. 1965. N 1(11). P. 100-107.

13. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. - M.: Наука, 1979. - 288 c.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Ермаков П.И., Монаков А.А. Взаимнокорреляционная функция сигналов и оценка скорости ветра в многопозиционных метеорадиолокационных системах. Информационно-управляющие системы. 2017;89(4):86-94. https://doi.org/10.15217/issnl684-8853.2017.4.86

For citation: Ermakov P.I., Monakov A.A. Cross-Correlation Function of Signals and Wind Speed Estimation in Weather Radar Networks. Information and Control Systems. 2017;89(4):86-94. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issnl684-8853.2017.4.86

Просмотров: 33


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)