RU2502083C1 - Method of calibrating and checking doppler wind profile radar - Google Patents
Method of calibrating and checking doppler wind profile radar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2502083C1 RU2502083C1 RU2012117950/07A RU2012117950A RU2502083C1 RU 2502083 C1 RU2502083 C1 RU 2502083C1 RU 2012117950/07 A RU2012117950/07 A RU 2012117950/07A RU 2012117950 A RU2012117950 A RU 2012117950A RU 2502083 C1 RU2502083 C1 RU 2502083C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- doppler
- wind
- wind profile
- profile radar
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам калибровки и поверки метеорологических приборов с использованием доплеровского радиолокатора для определения скорости и направления ветра, применяемых как для нужд народного хозяйства, так и для военных целей, например, в артиллерии.The present invention relates to methods for calibrating and calibrating meteorological instruments using a Doppler radar to determine wind speed and direction, used both for the needs of the national economy and for military purposes, for example, in artillery.
В настоящее время разработан комплекс для беззондового определения параметров атмосферы с использованием доплеровского радиолокатора, но способы калибровки и поверки таких комплексов отсутствуют.Currently, a complex has been developed for probeless determination of atmospheric parameters using a Doppler radar, but there are no methods for calibrating and checking such complexes.
Перед авторами стояла задача разработки способа калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с получением результата прямым измерением.The authors were faced with the task of developing a method for calibrating and verifying the Doppler radar of wind profiles with the result of direct measurement.
Эта задача решена за счет того, что с доплеровского радиолокатора профилей ветра излучают сигнал определенной частоты на устройство переизлучения сигнала, в котором производят доплеровский сдвиг частоты принятого сигнала, затем переизлучают сигнал скорректированной частоты в доплеровский радиолокатор профилей ветра и получают результат калибровки по скорости и высоте прямым измерением, при этом доплеровский радиолокатор профилей ветра и устройство переизлучения сигнала устанавливают стационарно на различных фиксированных расстояниях друг от друга, а изменение доплеровской частоты переизлучаемого сигнала производят в устройстве переизлучения сигнала по сигналу управления в промежутке между условно фиксированными положениями доплеровского радиолокатора профилей ветра.This problem is solved due to the fact that a signal of a certain frequency is emitted from the Doppler radar of the wind profiles to a signal re-emission device in which the Doppler frequency shift of the received signal is produced, then the corrected frequency signal is re-emitted to the Doppler radar of the wind profiles and receive the calibration result by speed and height by direct measurement, while the Doppler radar profile of the wind and the device re-emission of the signal are stationary at various fixed distances niyah from each other, and the change in Doppler frequency reradiated signal to produce device control signal for reradiation signal between fixed positions conditionally of Doppler radar wind profiles.
Техническим результатом предлагаемого способа является решение задачи калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с использованием современных устройств.The technical result of the proposed method is to solve the problem of calibration and verification of the Doppler radar profile of the wind using modern devices.
Заявляемый способ обладает совокупностью существенных признаков не известных из уровня техники для способов подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The inventive method has a combination of essential features not known from the prior art for methods of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.
Заявляемый способ, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive method, according to the applicant and the authors, meets the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.
Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, гдеThe invention is illustrated using the drawings, where
- на фиг.1 приведена блок-схема реализации способа;- figure 1 shows a block diagram of an implementation of the method;
- на фиг.2 - диаграмма проекции вектора скорости ветра.- figure 2 is a diagram of the projection of the wind speed vector.
При измерении параметров ветра доплеровским радиолокатором профилей ветра (ДРПВ), зондирующий СВЧ-сигнал направляется в пространство под определенным углом β к горизонту. При этом зондирование атмосферы в одном цикле измерения проводится на азимутальных углах αN (например: 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330°), на которых в момент зондирования ДРПВ останавливают (метод круговых диаграмм). Скорость ветра при каждой остановке вычисляется по формуле:When measuring wind parameters with a Doppler radar profile of the wind (DRPV), the probing microwave signal is directed into space at a certain angle β to the horizon. In this case, atmospheric sounding in one measurement cycle is carried out at azimuthal angles α N (for example: 0 °, 30 °, 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, 210 °, 240 °, 270 °, 300 °, 330 °), which are stopped at the time of sounding of the ADF (pie chart method). The wind speed at each stop is calculated by the formula:
FдN - доплеровская частота отраженного от метеообразований атмосферы СВЧ сигнала;F dN - Doppler frequency of the microwave signal reflected from meteorological atmospheres;
λ - длина волны зондирующего СВЧ сигнала;λ is the wavelength of the probe microwave signal;
αN - азимутальные углы, при которых производится зондирование атмосферы;α N - azimuthal angles at which atmospheric sounding is performed;
αв - угол направления скорости ветра относительно направления на север;α in - the angle of the wind speed relative to the north direction;
β - угол места, под которым производится зондирование атмосферы (задан конструкцией для ДРПВ; cosβ=const).β is the elevation angle at which sounding of the atmosphere is carried out (given by the design for the ADF; cosβ = const).
Дискретность высот, на которых выдаются значения скорости ветра, определяется длительностью зондирующего импульса τ и равнаThe discreteness of the heights at which the wind speed values are given is determined by the duration of the probe pulse τ and is equal to
с - скорость света.c is the speed of light.
При калибровке и(или) поверке ДРПВ 1 устанавливают его так, чтобы направлять зондирующий СВЧ-сигнал параллельно земле на специальное устройство 2 переизлучения сигнала (УПС), располагаемое на фиксированном расстоянии L от ДРПВ. При этом УПС переизлучает падающий на него СВЧ-сигнал с доплеровским сдвигом частоты соответствующим СВЧ-сигналу при его отражении от метеообразований, движущихся с определенной скоростью. Принимая этот сигнал, ДРПВ выдает значение скорости ветра, которое соответствует доплеровскому сдвигу частоты, заданному в УПС на высоте (H=Lsin β), соответствующей заданному (фиксированному) расстоянию L.When calibrating and (or) checking the
При данном способе УПС выдает набор переизлучаемых частот с доплеровским сдвигом: ± F; ±0,707 F; ±0,5 F; 0, в соответствии с азимутальными углами 0°, 180°; 30°, 150°, 210°, 330°; 60°, 120°, 240°, 300°; 90°, 270°, на которых имитируют остановку ДРПВ при зондировании атмосферы (ДРПВ при этом не вращается).With this method, the UPS produces a set of re-emitted frequencies with a Doppler shift: ± F; ± 0.707 F; ± 0.5 F; 0, in accordance with the azimuthal angles 0 °, 180 °; 30 °, 150 °, 210 °, 330 °; 60 °, 120 °, 240 °, 300 °; 90 °, 270 °, which simulate the stop of the DRPV when sensing the atmosphere (the DRP does not rotate at the same time).
Так как при данном способе αв=0 (зондирующий СВЧ сигнал направлен прямо на УПС), то формула (1) принимает вид:Since in this method a α = 0 (probing microwave signal is directed directly at UPS), the formula (1) becomes:
Таким образом, задавая УПС различные FдN и условно останавливая ДРПС на соответствующих углах αN, проверяется точность измерения Vв, a размещая ДРПС и УПС на различных расстояниях друг от друга, проверяется точность измерения высоты, на которой измерялась скорость Vв.Thus, by setting various HIPS F dN and conditionally halting DRPS at respective angles α N, V is checked in the measurement accuracy, a placing DRPS and HIPS at different distances from each other, verified by measuring the height accuracy at which the speed measured V in.
Поскольку для измерения скорости и направления ветра методом «круговых диаграмм» достаточно 3-х доплеровских частот, получаемых с 3-х направлений, то для калибровки ДРПВ хватает четырех доплеровских частот, переизлучаемых УПС, а именно: ± F и ±0,5 F. С помощью этих доплеровских частот имитируют отраженный от неоднородностей атмосферы СВЧ-сигнал, приходящий с 6-ти направлений, а именно:Since 3 Doppler frequencies obtained from 3 directions are sufficient to measure wind speed and direction of the wind by the “pie chart” method, four Doppler frequencies re-emitted by OOPS are sufficient for calibrating the DRF, namely ± F and ± 0.5 F. Using these Doppler frequencies, they imitate the microwave signal reflected from inhomogeneities of the atmosphere, coming from 6 directions, namely:
- с направления 0° - +F;- from the direction 0 ° - + F;
- с направления 60° - +0,5 F;- from the direction of 60 ° - +0.5 F;
- с направления 120° - минус 0,5 F;- from the direction of 120 ° - minus 0.5 F;
- с направления 180° - минус F;- from the direction of 180 ° - minus F;
- с направления 240° - минус 0,5 F;- from the direction of 240 ° - minus 0.5 F;
- с направления 300° - +0,5 F, что следует из фиг.2.- from the direction of 300 ° - +0.5 F, which follows from figure 2.
Данный способ осуществляют по проверочной программе работы ДРПВ с синхронным управлением устройством переизлучения сигналов с работой ДРПВ.This method is carried out according to the test program of operation of the DRF with synchronous control of the device for re-emission of signals with the work of the DRF.
Наблюдая на экране блока управления и отображения информации (БУОИ - на схеме не показан), входящего в состав ДРПВ, за условным положением ДРПВ подают команду (визуально или по радиосвязи) на переключение доплеровской частоты устройством УПС в соответствующий момент времени - в промежутке между условно фиксированными положениями ДРПВ.Observing on the screen of the control and information display unit (БУОИ - not shown in the diagram), which is part of the DRPV, the conditional position of the DRPV is given a command (visually or by radio) to switch the Doppler frequency by the UPS device at the corresponding moment in time - between the conditionally fixed DRV provisions.
После окончания цикла измерения ДРПВ выдает значения:After the end of the measurement cycle, the DRP produces the values:
- скорости ветра, соответствующей частоте F;- wind speed corresponding to frequency F;
- высоты, на которой «измерялась» скорость ветра, Н=L sinβ;- the height at which the wind speed was "measured", H = L sinβ;
- направления скорости ветра в зависимости от заданной программой начального положения ДРПВ (направление скорости ветра не калибруется).- direction of wind speed depending on the initial position of the DRPV set by the program (the direction of wind speed is not calibrated).
На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация, в которой реализован предлагаемый способ калибровки и поверки. Практическое использование предложенного способа не вызывает сомнений, т.к. нет необходимости в разработке сложных устройств для реализации, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.The applicant company has developed design documentation that implements the proposed method of calibration and verification. The practical use of the proposed method is not in doubt, because there is no need to develop complex devices for implementation, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention is met.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117950/07A RU2502083C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of calibrating and checking doppler wind profile radar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117950/07A RU2502083C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of calibrating and checking doppler wind profile radar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012117950A RU2012117950A (en) | 2013-11-10 |
RU2502083C1 true RU2502083C1 (en) | 2013-12-20 |
Family
ID=49516618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012117950/07A RU2502083C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of calibrating and checking doppler wind profile radar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2502083C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107607910A (en) * | 2017-08-22 | 2018-01-19 | 北京无线电测量研究所 | A kind of wind profile radar purse seine and its installation method |
CN108007476A (en) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | The interference calibrating method and system of a kind of space-based Interferometric Radar Imaging Altimeter |
RU184784U1 (en) * | 2018-05-29 | 2018-11-08 | Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | SIGNAL RE-REDUCTION DEVICE |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115980786B (en) * | 2022-12-20 | 2023-07-25 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | Wind profile monitoring method and system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1122986A1 (en) * | 1982-10-29 | 1984-11-07 | Институт Экспериментальной Метеорологии | Wind shift determination device |
US5689444A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-18 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Statistical quality control of wind profiler data |
WO2005008284A1 (en) * | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Qinetiq Limited | Wind speed measurement apparatus and method |
JP2006133203A (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Nec Engineering Ltd | Wind profiler system |
JP2008014837A (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | Radar system and its signal processing method |
RU85001U1 (en) * | 2009-02-27 | 2009-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН | DOPPLER ACOUSTIC LOCATOR FOR MONITORING THE WIND FIELD AND TURBULENCE IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER |
RU2378615C2 (en) * | 2006-08-11 | 2010-01-10 | Александр Евгеньевич Тяппо | Device to determine wind shear |
RU2449311C1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Method for remote measurement of wind speed and direction |
-
2012
- 2012-04-28 RU RU2012117950/07A patent/RU2502083C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1122986A1 (en) * | 1982-10-29 | 1984-11-07 | Институт Экспериментальной Метеорологии | Wind shift determination device |
US5689444A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-18 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Statistical quality control of wind profiler data |
WO2005008284A1 (en) * | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Qinetiq Limited | Wind speed measurement apparatus and method |
JP2006133203A (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Nec Engineering Ltd | Wind profiler system |
JP2008014837A (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | Radar system and its signal processing method |
RU2378615C2 (en) * | 2006-08-11 | 2010-01-10 | Александр Евгеньевич Тяппо | Device to determine wind shear |
RU85001U1 (en) * | 2009-02-27 | 2009-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН | DOPPLER ACOUSTIC LOCATOR FOR MONITORING THE WIND FIELD AND TURBULENCE IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER |
RU2449311C1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Method for remote measurement of wind speed and direction |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107607910A (en) * | 2017-08-22 | 2018-01-19 | 北京无线电测量研究所 | A kind of wind profile radar purse seine and its installation method |
CN107607910B (en) * | 2017-08-22 | 2020-07-03 | 北京无线电测量研究所 | Wind profile radar purse net and installation method thereof |
CN108007476A (en) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | The interference calibrating method and system of a kind of space-based Interferometric Radar Imaging Altimeter |
CN108007476B (en) * | 2017-11-20 | 2020-05-01 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | Interference calibration method and system for space-based interference imaging radar altimeter |
RU184784U1 (en) * | 2018-05-29 | 2018-11-08 | Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | SIGNAL RE-REDUCTION DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012117950A (en) | 2013-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11650291B2 (en) | LiDAR sensor | |
CN106772414B (en) | A method of improving TOF ranging phase method radar ranging accuracy | |
CN105866751B (en) | The metal ball calibrating method of X-band solid-state DUAL POLARIZATION WEATHER RADAR | |
CN106959446B (en) | Radar installations and its measurement mesh calibration method for vehicle | |
EP3628967A3 (en) | Point cloud data display system | |
RU2502083C1 (en) | Method of calibrating and checking doppler wind profile radar | |
CN104280626B (en) | Small-size columnar body microwave dark room reflectivity level Laboratory Calibration and measuring device | |
US9001614B1 (en) | System for self-localizing near field data processing | |
CN105372643A (en) | Range-finding calibration tool and range-finding calibration method and device | |
CN104678369A (en) | Dual-polarization weather radar calibration method based on non-fixed metal ball | |
CN105572673A (en) | Ultrasonic ranging method and device | |
CN107179059A (en) | Method and light-emitting device for determining angle error | |
CN219105151U (en) | Test device for testing distance sensor operating with electromagnetic waves | |
CN105044726B (en) | A kind of acoustic depth sounding instrument calibrating installation and method | |
RU2540982C1 (en) | Method of determining coordinates of targets (versions) and system therefor (versions) | |
RU2459219C1 (en) | System for built-in control and calibration of monopulse radar station | |
RU2623193C1 (en) | Device for measurement of antenna directivity diagram parameters | |
RU2538105C2 (en) | Method of determining coordinates of targets and system therefor | |
RU2012141572A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE-RESPONSOR OF THE RESPONSE INTERFERENCE AND THE METHOD OF DETERMINING THE COORDINATES OF GOALS EXPOSED BY THE RESPONSE INTERFERENCE MANAGER | |
WO2014135196A1 (en) | Measuring device and measuring method for direction finding and direction uncertainty determination | |
Strange et al. | What is the true time range of a GPR system? | |
RU2017104552A (en) | SINGLE-POSITION CORRELATION CORRELATION RELATIVE RANGE-RANGE METHOD FOR DETERMINING THE COORDINATES OF THE LOCATION OF RADIO-RADIO SOURCES | |
RU2515419C1 (en) | Method of measuring change in course angle of probing signal source | |
Kozintsev et al. | Laser correlation method with adaptive choice of measuring base for on-the-fly measurements of wind velocity | |
RU2584332C1 (en) | Device for determining motion parameters of target |