机动式激光测风雷达三维风场反演模型仿真研究

激光测风雷达具有探测精度高、环境适应性好等优点,发展其机动式应用技术,在军事保障、抢险救灾、海洋调查等领域具有广阔应用前景.雷达在机动条件下工作时,会由于载体的运动及倾斜造成数据探测误差,且不同光束之间的实际探测仰角不一致,导致无法基于传统VAD算法反演大气三维风场.本文研究探索了激光测风雷达机动探测条件下的数据订正算法,及同一组VAD扫描中光束仰角不同条件下的三维风场反演算法,并通过数值仿真试验对算法进行验证.结果表明,数据订正算法能够有效订正载体运动带来的雷达探测误差,数据反演算法能够有效反演得到三维风场,但同一组VAD扫描中光束仰角差越大,三维风场反演误差越大.

激光测风雷达PPI扫描监测风切变的数值模拟

低空风切变严重威胁飞机起降安全,而激光测风雷达在晴空风切变监测方面具有显著优势,但其监测性能受到风场特点和监测算法的影响。由于无法对局地空间风场进行时空同步精细化探测,且风场具有阵性,导致风切变监测会出现虚警率、漏报等现象,只能通过数值模拟仿真的方式,对不同风场的监测性能进行分析评估。本文首先仿真构建了四种具有代表性的风场类型,然后模拟激光测风雷达平面-位置显示(Plane Position Indication,PPI)扫描方式获取不同仿真风场下的径向风速数据,最后利用八邻域系统算法对径向风速数据进行风切变监测,验证不同类型风场下激光测风雷达PPI扫描方式监测风切变算法的有效性。结果表明,激光测风雷达PPI扫描结果能够真实地反映风场情况;八邻域系统算法能够有效识别风切变;在进行风切变检测时,应尽可能地考虑到多个方位上的切变值,避免漏报。

基于动态贝叶斯网络的北极东北航道关键海区通航可行性研究

全球的持续变暖导致极地海冰不断融化,北极航道即将全面开通。针对北极东北航道关键海区通航的不确定性、数据的时序性等问题,提出基于动态贝叶斯网络的北极东北航道关键海区通航可行性评估与预测技术。通过对航道通航关键海区的确定、指标的选取、贝叶斯网络的构建与参数学习、基于证据的推理计算、动态贝叶斯技术的检验等流程,建立了基于动态贝叶斯网络的风险评估与预测模型。结果表明,动态贝叶斯网络技术不仅能够很好地处理动态时序信息,且其在推理过程中结合了历史信息,具备信息的累积能力,降低了误差数据对最终结果的影响度,使结果更接近真实值,且动态贝叶斯网络技术的预测结果在短期内准确性较高,对判断北极东北航道的可通航性具有重要的参考意义。

基于人工神经网络的北极海域大气能见度格点数据生成技术

随着北极航线的逐渐开通,北极航道的通航风险评估工作得到更多的关注。针对当前北极航道风评工作中存在的能见度数据稀缺等问题,提出一种基于能见度推理结果与观测数据相结合的能见度格点数据生成技术。通过确定能见度影响因子、生成样本数据集、人工神经网络技术和贝叶斯推理技术的拟合效果对比、订正推理所得能见度数据等流程,构建了基于人工神经网络推理结果和观测数据相结合的能见度格点数据生成模型,并将该推理结果与传统插值结果进行对比。结果表明,基于该模型生成的能见度格点数据的准确度高于插值结果,且结果更为科学,能够为我国的极地航道风评工作提供重要参考。

基于贝叶斯网络的朝鲜海峡大气能见度推理模型及实验

针对当前海上贸易航道通航风险评估工作中存在的能见度数据缺失等问题,提出基于贝叶斯网络的能见度数据推理技术。通过研究海域的确定、节点因子的选取、样本数据集的生成、推理模型的构建及参数学习和推理计算等流程,构建了基于贝叶斯网络技术的能见度数据推理模型,并以朝鲜海峡海域为例展开试验分析。结果表明:能见度具有年变化和年际变化特征规律,利用多年某月的数据作为训练样本推理该月的能见度等级具有较高的准确性,且相同样本形式下样本数据数量与推理结果准确性呈正相关。

激光测风雷达风场探测性能评估

激光测风雷达作为一种新型测风设备,在风场精准探测领域具有重要应用前景。为实现激光测风雷达风场探测性能的评估,将相干脉冲激光测风雷达的测风数据与探空气球风场数据进行时空同步处理后开展比对分析。以探空气球风场数据为真值,通过区分不同天气条件、不同高度区间、不同风速区间对数据进行分类,计算两种风场数据的相关系数与平均偏差,分析激光测风雷达的风场探测性能。结果表明,激光测风雷达的风场探测性能整体较好,晴空条件下风速偏差约为1 m/s,风向偏差约为20°;不良天气条件会对激光测风雷达的探测性能造成较大影响,雨天时的影响最大。

激光测风雷达监测低空风切变研究进展

文章分析了风切变的形成原因及其对飞行的影响,并对比了现有测风方法的优缺点;重点介绍了国内外关于激光测风雷达发展及风切变识别算法的研究现状;总结了激光测风雷达在风切变监测预警方面的发展现状,并给出了对未来发展的意见建议。