MUレーダー観測と計算機実験によるドップラー法/干渉計法の風速推定精度の比較研究

MU雷达观测与计算机实验多普勒法/干涉仪法风速估算精度对比研究

基本信息

批准号：
08740385
负责人：
山本衛
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

大気レーダーにおける風速推定方法は、主にレーダーの周波数帯やアンテナ構成などの要素によって選択されており、風速の推定精度や推定方法そのものの得失はあまり重要視されて来なかった。本研究は、MUレーダーによる比較観測と計算機シミュレーションによって、ドップラー法と干渉計法という異なる風速推定方式の特質を比較研究し、特にそれらの測定精度の振る舞いを明らかにすることを目的としている。本研究では、以下の手順で研究を進めた。1.MUレーダーに最近導入された「MUレーダー実時間データ処理システム」を用いて、アンテナビームを複数方向に走査しながら干渉計法観測を実施した。観測データのうち、単一受信チャンネルの多方向データを利用するとドップラー法による風速推定が可能であり、複数の受信チャンネルの天頂方向ビームデータのみを利用すると干渉計法による風速推定が可能である。これによって完全に同一データから、違った風速推定法を選ぶことかできる。それぞれの推定風速のばらつきを比較した結果、干渉計法の推定風速のばらつきがドップラー法に比べて大きいことが明らかとなった。2.干渉計法による風速推定精度を調べるための計算機シミュレーションプログラムの開発をすすめた。特に1次元のシミュレーションを用いて、干渉計法による風速推定精度の振る舞いを調べた。3.以上の研究の結果、VHF帯のMUレーダーにおいては、干渉計法は風速推定精度の点でドップラー法に劣ることが明らかとなった。しかしながら2MHz程度の周波数を用いるMFレーダーに対しては、シミュレーション結果から、むしろ干渉計法か有利であることが明らかとなった。

大气雷达的风速估计方法主要根据雷达频段、天线配置等因素来选择，很少关注风速估计的准确性或估计方法本身的优缺点。本研究的目的是通过MU雷达的对比观测和计算机模拟，比较研究不同风速估算方法、多普勒法和干涉仪法的特点，特别是阐明它们的测量精度行为。在这项研究中，我们进行了以下步骤。 1.MU雷达采用最近引进的“MU雷达实时数据处理系统”，在多方向扫描天线波束的同时进行干涉观测。在观测数据中，通过使用来自单个接收通道的多方向数据，可以使用多普勒方法来估计风速，并且通过仅使用来自多个接收通道的天顶波束数据，可以使用干涉仪方法来估计风速。这允许您从相同的数据中选择不同的风速估计方法。比较各方法的推定风速的偏差的结果可知，干涉仪法的推定风速的偏差比多普勒法的大。 2. 我们开发了一个计算机模拟程序来研究使用干涉仪方法估算风速的准确性。特别是，我们使用一维模拟的干涉测量方法研究了风速估计精度的行为。 3. 上述研究结果表明，VHF频段MU雷达的风速估算精度方面，干涉仪法不如多普勒法。然而，对于使用2 MHz左右频率的中频雷达，仿真结果表明干涉仪方法更具优势。