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便攜式測風雷達

測風雷達是測風的專用雷達。氣球攜帶回答器(或反射靶)升空,當雷達天線對準氣球時,發出詢問脈沖,能立即接收到回答脈沖(或反射脈沖)。根據回答脈沖和詢問脈沖的時間間隔可確定氣球距雷達的直線距離,加上天線的方位和仰角,即可確定氣球的空間位置。由氣球運動軌跡可計算得到各高度風向和風速。測風雷達的探測高度可達30km,且不受天氣條件限制,但測角精度低于光學經緯儀,設備龐大。中國氣象部門使用的是國產701測風雷達。


測風雷達能自動跟蹤探空氣球。測量以大氣高度為函數的風速、風向,并接收處理探空儀探測的溫度、濕度、氣壓等氣象要素信息多普勒激光測風雷達是方興未艾的1種全新的大氣風場探測手段。但是激光測風雷達直接測量的是視線方向上的激光反射光的頻移(視線風速)。在這個基礎上,激光雷達還必須能夠獲得多方位的風速數據才能夠反演出風場。這就需要相應的光學掃描系統,它在保證發射、接收視場重疊的前提下,控制激光束投射到指定的方向,使激光雷達獲得不同視線角度的風速數據。介紹的激光雷達測風系統中的光學掃描部分實現了以上要求,在水平旋轉和俯仰控制上的精度都達到了<0。5°。完全能夠滿足激光測風系統的實用需要。

測風雷達系統,可以提供標準和詳細的測風數據,可在多個高度對風進行測量,且具有很高的分辨率,測量高度可達200m或更高。WINDCUBE系統廣泛應用在各個領域:空氣質量輸入軟件模式,氣象短時預報,優化空中交通和減少意外事故的發生,在風能方面可以更好的預報風量。WINDCUBE的研制使LIDAR發展進入新紀元。


測風激光雷達的其他應用:

    1.航空航天領域

        在航空航天領域,低空風場中的風切變是飛機失事的主要原因,精確掌握飛機下滑道的風場信息可避免飛機起降            時風切變引發的事故,加強航空飛行的安全性,提高機場吞吐量。

        測風激光雷達配備三維掃描頭可實現下滑道掃描,實時監測下滑道風場信息的變化,實現風切變預警。

        美國Lockhead-Martin公司從2002年進入該領域,已經在香港、東京、大阪、倫敦、紐約、舊金山、拉斯維加            斯、法蘭克福、柏林等地機場安裝了測風激光雷達設備以提高航空安全,國內暫時沒有機場安裝測風激光雷達,            潛在市場容量巨大。

     2.氣候氣象學

        在氣候氣象學領域,風場信息探測設備主要有探空儀、風廓線雷達、聲波雷達等。由于各類儀器均存在一定弊              端,測風激光雷達可作為補充測試設備用于長期業務化的風場數據觀測,保證數據的完整性。除此以外,由于測            風激光雷達具備較高的時空分辨率,還可用于優化氣候氣象學模型。

    3.軍事安全

        在軍事安全領域,炮彈發射陣地的風場對射擊精度有重要影響,風場測量數據可用于彈道修正。

        在航空母艦和其他的艦船上,機群的安全起降也依賴于周圍大氣風場的精確測量。

        在衛星、導彈發射時,實時的風場數據不僅是成功發射的安全保障,也是提高發射成功率和導彈命中率的重要因            素。

        可以預見,軍事領域也將成為測風激光雷達巨大的應用市場。

    5.產業化情況

        當前,國內還鮮有從事激光雷達商業化開發的公司,國外公司的產品在國內市場上處于早期推廣階段,售價較              高,而且測風激光雷達屬于資源探測系統,采用國外產品在軍用場合或其他敏感場合存在泄漏國家安全大數據的            隱患。





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