SU1122986A1 - Wind shift determination device - Google Patents

Wind shift determination device Download PDF

Info

Publication number
SU1122986A1
SU1122986A1 SU823506968A SU3506968A SU1122986A1 SU 1122986 A1 SU1122986 A1 SU 1122986A1 SU 823506968 A SU823506968 A SU 823506968A SU 3506968 A SU3506968 A SU 3506968A SU 1122986 A1 SU1122986 A1 SU 1122986A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
acoustic
wavelength
shift
pair
pulses
Prior art date
Application number
SU823506968A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Юлиевич Орлов
Борис Семенович Юрчак
Original Assignee
Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Экспериментальной Метеорологии filed Critical Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority to SU823506968A priority Critical patent/SU1122986A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1122986A1 publication Critical patent/SU1122986A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Description

1 Изобретение относитс  к метроло гни и может быть использовано при метеобеспечении полетов летательньгх; аппаратов дл  оперативного дистанционного определени  сдвигов вертикальной компоненты скорости ветра в приземном слое атмосферы в районе взлетно-посадочных полос аэродромов Известны способы определени  сдвигов ветра с помощью контактных датчиков, установленных на метеома«1 тах при прив зных аэростатах. Однако эти способы нельз  исполь зовать дл  определени  сдвигов на высотах, больших 50 м, поскольку возведение вблизи взлетно-посадочны полос аэродромов сооружений с высотой более 50 м запрещено по технике безопасности. При использовании радиозондирова НИЛ или шаропилотных наблюдений уда етс  получить данные о ветре лишь дл  высот брлее 200 м из-за трудностей слежени  за радиозондом или шаром-пилотом в нижнем слое атмосферы . Кроме того, запуск радиозондов или шаров-пилотов приурочен к определенным срокам ,и, следовательно , при этом не обеспечиваетс  one- ративное получение данных о ветре ij Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  радиоакустический способ определени сдвига ветра, основанный на зависимоёти предельной высоты радиоакусти ческого зондировани  от величины модул  сдвига горизонтальной компонен ты скорости ветра. Способ основан на излучении вертикально -.в атмосфе ру акустического импульса с синусоидальным заполнением, облучении возникающих под действием акустического импульса неоднородностей среды непрерывным электромагнитным излучением с длиной волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, приеме отраженного элект ромагнитного излучени , определени  длительности эхосигнала и сравнении его с заранее определенной при отсутствии ветра дополнительностью эхосигнала 2. Недостаток известного способа невозможность определени  сдвига вертикальной компоненты скорости ветра, I Цель изобретени  - определение сдвига вертикальной компоненты скорости ветра.1 The invention relates to metroloids and can be used in meteorological flight support; Apparatus for the rapid remote sensing of vertical component of wind speed in the atmospheric surface layer in the area of the runways of airfields Methods are known for determining wind shear using contact sensors installed on meteoma "1 max at aerostats." However, these methods cannot be used to determine shifts at altitudes greater than 50 m, since the construction of airfields near a height of more than 50 m of airfields is prohibited by safety measures. When using radiosonde NIL or balloon pilot observations, it is possible to obtain wind data only for heights of more than 200 m due to difficulties in tracking the radiosonde or the pilot in the lower atmosphere. In addition, the launch of radiosondes or pilot balloons is timed for certain periods, and therefore it does not provide for the one to obtain wind data ij. The radioacoustic method for determining wind shear, based on the dependence of the limiting height, is the closest to the technical essence of the invention. radio acoustic sounding on the magnitude of the horizontal shear modulus of the wind speed. The method is based on emitting a vertically. In an atmosphere of an acoustic pulse with sinusoidal filling, irradiating the inhomogeneities of the medium under the action of an acoustic pulse by continuous electromagnetic radiation with a wavelength equal to twice the wavelength of acoustic oscillations, receiving the reflected electromagnetic radiation, determining the echo signal duration and comparing it with a predetermined addition of echo signal in the absence of wind 2. The disadvantage of the known method is the impossibility of determining shear vertical components of wind speed, I The purpose of the invention is to determine the shear vertical components of wind speed.

четвертей длины- волны электромагнит-86 Цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  сдвига ветра, основанному на излучении вертикально в атмосферу акустического импульса с синусоидальным заполнением., облучений возниканнцих под действием акустического импульса неоднородностей среды непрерывными электромагнитными колебани ми с длиной волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, и приеме отраженных от неоднородностей среды электромагнитных колебаний, последовательно излучают пару когерентных акустических импульсов с пространственным интервалом следовани , равным нечетному числу четвертей длины волны электромагнитного излучени , измер ют мощность прин того суммарного радиолокационного эхосигнала от пары акустических импульсов и определ ют сдвиг вертикальной компоненты скорости ветра по формуле -l-« tf2P arccosl V. де Sw kp сдвиг вертикальной компоненты скорости ветра; волновое число электромагнитного излучени ; длина волны электромагнитного излучени  , мощность прин того суммарного радиолокационного эхосигнала} максимальна  амплитуда суммарного радиолокационного эхосигнала при синфазном сложении электромагнитных полей, рассе нных от пары когерентных акустических импульсов; начальный пространственный интервал следовани  акустических импульсов} t - временной интервал следовани  акустических импульсов . Способ основан на том, что при отажении непрерывного электромагнитноо излзгчени  одновременно от пары кустических импульсов на приемной нтенне радиолокатора происходит векорное сложение полей, рассе нных аждым акустическим импульсом. При ассто нии между двум  акустическими мпульсами, равном нечетному числуquarter-wavelength electromagnet-86 The goal is achieved by the method of determining wind shear, which is based on emitting an acoustic pulse vertically into the atmosphere with a sinusoidal filling., irradiations produced by an inhomogeneity of the medium by an acoustic pulse by continuous electromagnetic oscillations with a wavelength equal to twice the length waves of acoustic oscillations, and the reception of electromagnetic oscillations reflected from medium inhomogeneities, successively emit a pair of coherent acoustic their pulses with a spacing interval equal to an odd number of quarters of the wavelength of electromagnetic radiation, measure the power of the received total radar echo from a pair of acoustic pulses and determine the shift of the vertical component of the wind speed by the formula -l- "tf2P arccosl V. de Sw kp shift vertical wind speed components; electromagnetic radiation wave number; electromagnetic radiation wavelength, received total radar echo power} maximum amplitude of total radar echo signal with common-mode addition of electromagnetic fields scattered from a pair of coherent acoustic pulses; the initial spatial interval of the acoustic pulses} t is the time interval of the acoustic pulses. The method is based on the fact that, when a continuous electromagnetic emission is simultaneously cleared from a pair of bushy pulses at the receiving antenna of the radar, vectors are added together by fields scattered by each acoustic pulse. With the distance between two acoustic pulses equal to an odd number

ного излучени , рассе нные от этих импульсов пол  взаимно компенсируютс . При распространении по трассе зондировани , скорость ветра вдоль которой посто нна, рассто ние Д также посто нно и равно нечетному числу четвертей длины волны электромагнитного излучени . При этом суммарное электромагнитное поле на входе приемника радиолокационной станции посто нно равно нулю.The radiation emitted by these pulses is mutually compensated. When propagating along the sounding path, the wind speed along which is constant, the distance D is also constant and equal to an odd number of quarters of the wavelength of the electromagnetic radiation. In this case, the total electromagnetic field at the input of the radar receiver is constantly zero.

При наличии сдвига вертикальной компоненты скорости ветра рассто ние между парой акустических импульсовIf there is a shift in the vertical component of the wind speed, the distance between a pair of acoustic pulses

II

измен етс , условие & r-( )change, condition & r- ()

нарушаетс , и происходит неполна  компенсаци  электромагнитных полей, рассе нных от акустических импульсов , На входе приемника по вл етс  сигнал определенной амплитуды, завис щей от значени  U , и, следовательно , от значени  сдвига вертикальной компоненты скорости ветра. Таким образом , амплитуда суммарного зхосигнала зависит от значени  сдвига вертикальной компоненты скорости ветра.is disturbed, and incomplete compensation occurs for electromagnetic fields scattered from acoustic pulses. A signal of a certain amplitude appears at the receiver input, depending on the value of U, and, consequently, on the shift value of the vertical component of the wind speed. Thus, the amplitude of the total echo signal depends on the shift value of the vertical component of the wind speed.

Коэффициент D равен максимальной амплитуде эхосигнала при синфазном сложении электромагнитных полей, рассе нных от пары акустических импульсов , и может быть определен перед проведением измерений в процессе калибровки.The coefficient D is equal to the maximum amplitude of the echo signal with the in-phase addition of electromagnetic fields scattered from a pair of acoustic pulses, and can be determined before taking measurements during the calibration process.

Поскольку при измерени х сдвига вертикальной компоненты скорости ветра предлагаемым способом не нужно определ ть скорость распространени  акустического импульса, то применение допплеровского радиолокатора не об зательно и можно примен ть более простой и дешевый некогерентный радиолокатор.Since it is not necessary to determine the velocity of propagation of an acoustic pulse when measuring the vertical component of the wind speed by the proposed method, the use of a Doppler radar is not necessary and a simpler and cheaper noncoherent radar can be used.

На чертеже показана схема установки , реализующей предлагаемый способ.The drawing shows the setup diagram that implements the proposed method.

Установка содержит акустический излучатель 1, передатчик 2 радиолокационной станции, приемник 3 радио локационной станции, измеритель 4 мощности радиолокационного зхосигна ла.The installation contains an acoustic emitter 1, a transmitter 2 of a radar station, a receiver 3 of a radar station, a measurer 4 of the power of the radar signal.

Измерение сдвига вертикальной компоненты скорости ветра предлагаемым способом производитс  следующим образом .The measurement of the shift of the vertical component of the wind speed by the proposed method is carried out as follows.

При помощи когерентного акустического излучател  1 последовательно излучают вертикально вверх пару когерентных акустических импульсов с синусоидальным заполнением с рассто нием между ними в пространстве Ьд Using a coherent acoustic radiator 1, a pair of coherent acoustic pulses with a sinusoidal filling with a distance between them in the space of b

, .  ,

т ( 2   + 1), где п - целое число} длина волны электромагнитного ; излучени . При помощи передатчика  t (2 + 1), where n is an integer} the wavelength of the electromagnetic; radiation. Using transmitter

2 радиолокационной станции облучают распростран ющиес  в атмосфере акустические импульсы непрерывным ;злектромагниткым излучением. Принимают отраженный от пары акустических импульсов суммарный эхосигнал приемником 3 радиолокационной станции , измер ют мощность Р эхосигнала с помощью измерител  4 мощности, подключенного к выходу приемникаTwo radar stations irradiate the acoustic pulses propagating in the atmosphere by continuous, electromagnetic radiation. The total echo signal reflected by a pair of acoustic pulses is received by the receiver 3 of the radar station, the power P of the echo signal is measured using a power meter 4 connected to the output of the receiver

радиолокатора, вычисл ют сдвиг вертикал ноЙ компоненты скорости ветра по формулеradar, calculate the shift of the vertical component of the wind speed by the formula

с f 2Р 1 гwith f 2P 1 g

5w Tir orccos n).u,J.,5w Tir orccos n) .u, J.,

2929

дле Кd k

волновое число электК . ромагнитного излучени ,wave number elektK. magnetic radiation,

Т - длина волны электромагнитного излучени  Р - измеренна  мощностьT is the wavelength of the electromagnetic radiation P is the measured power

эхосигналаecho signal

заранее определенный посто нный коэффициент;  a predetermined constant coefficient;

: Ле: Le

АО (1+0 - нанззгБ1Шй::пространственный интервал следовани  пары акустических импульсов, AO (1 + 0 - nanzgB1Shy :: spatial interval of a pair of acoustic pulses,

г. временной интервал следовани  пары акустических импульсов. Изобретение позвол ет определ ть не только профили температуры, но и сдвиг вертикальной компоненты скороети ветра.The time interval for a pair of acoustic pulses. The invention makes it possible to determine not only the temperature profiles, but also the shift of the vertical component of the wind velocity network.

Claims (1)

(.57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ВЕТРА, основанный на излучении вертикально в атмосферу акустического импульса синусоидальным заполнением, облучение возникающих под действием акустического импульса неоднородностей среды непрерывными электромагнитными колебаниями с длиной волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, приеме отраженных от неоднородностей среды электромагнитных колебаний, отличающийся тем, что, с целью определения сдвига вертикальной компоненты скорости ветра, последовательно излучают пару когерентных акустических импульсов с пространственньм интервалом следования, равным нечетному числу четвертей длины волны электромагнитного излучения, измеря ют мощность суммарного радиолокационного эхосигнала от пары акустических импульсов и находят сдвиг вертикальной компоненты скорости ветра по формуле где 5W - сдвиг вертикальной компоненты скорости ветра) волновое число электромагнитного' излучения·, *Хе - длина волны электромагнитного излучения,'(.57) METHOD FOR DETERMINING WIND SHIFT, based on the emission of an acoustic pulse vertically into the atmosphere by sinusoidal filling, irradiation of inhomogeneities of a medium by continuous electromagnetic waves with a wavelength equal to twice the wavelength of acoustic vibrations, reception of electromagnetic waves reflected from inhomogeneities, characterized in that, in order to determine the shift of the vertical component of the wind velocity, a pair of coherent a of pulsed pulses with a spatial repetition interval equal to an odd number of quarters of the wavelength of electromagnetic radiation, measure the power of the total radar echo signal from a pair of acoustic pulses and find the shift of the vertical component of the wind speed according to the formula where 5 W is the shift of the vertical component of the wind speed) electromagnetic wave number ·, * X e - wavelength of electromagnetic radiation, ' Р - мощность принятого суммарного радиолокационного эхо- § сигналаζP is the power of the received total radar echo - § signalζ О - максимальная амплитуда суммарного радиолокационного эхосигнала при синфазном сложении электромагнитных д полей, рассеянных от пары когерентных акустических импульсов;O is the maximum amplitude of the total radar echo signal when the in-phase addition of electromagnetic d fields scattered from a pair of coherent acoustic pulses; · йб» (.2n +1)- начальный пространственный интервал следования акустических импульсов,* + - временной интервал следования акустических импульсов .· Th b ”(.2n +1) - the initial spatial interval of the sequence of acoustic pulses, * + - the time interval of the sequence of acoustic pulses. нижнем слое атмосзапуск радиозон-bottom layer
SU823506968A 1982-10-29 1982-10-29 Wind shift determination device SU1122986A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823506968A SU1122986A1 (en) 1982-10-29 1982-10-29 Wind shift determination device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823506968A SU1122986A1 (en) 1982-10-29 1982-10-29 Wind shift determination device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1122986A1 true SU1122986A1 (en) 1984-11-07

Family

ID=21034168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823506968A SU1122986A1 (en) 1982-10-29 1982-10-29 Wind shift determination device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1122986A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6070461A (en) * 1995-05-24 2000-06-06 Triad A/S System for detection and measurement of atmospheric movement
RU2502083C1 (en) * 2012-04-28 2013-12-20 Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method of calibrating and checking doppler wind profile radar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Зайцева Н.А., Шл ков В.И. Аэрологи . Л., Гидрометеоиздат, 1978, с. 288. 2. Авторское свидетельство СССР № 1008683, кл. G 01 5 13/95, 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6070461A (en) * 1995-05-24 2000-06-06 Triad A/S System for detection and measurement of atmospheric movement
RU2502083C1 (en) * 2012-04-28 2013-12-20 Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method of calibrating and checking doppler wind profile radar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Evans Radio techniques for the measurement of ice thickness
EP0147829B1 (en) Multi-frequency radar for underground investigation
NO160883C (en) SYSTEM AND PROCEDURE FOR LOCATING A TOWED MARINE REMARKS IN TERMS OF A TOWING VESSEL.
US4222265A (en) Apparatus for automatically measuring the vertical profile of the temperature in the atmosphere
JPS63503166A (en) Passive radio altimeter
CN103076290A (en) Methods of determining the liquid water content of a cloud
RU2451300C1 (en) Hydroacoustic navigation system
US6262942B1 (en) Turbulence-resolving coherent acoustic sediment flux probe device and method for using
US3113308A (en) Apparatus for measuring doppler frequency differences
SU1122986A1 (en) Wind shift determination device
Kaimal et al. An acoustic Doppler sounder for measuring wind profiles in the lower boundary layer
RU2196345C2 (en) Way for radio acoustic atmosphere sounding
US5270929A (en) Radio wave refractivity deduced from lidar measurements
RU2545065C2 (en) Method to measure acoustic speed in water
RU2551896C2 (en) Method for single-beam measurement of altitude and component velocities of aircraft and radar altimeter therefor
US4647932A (en) Spacecraft velocity measurement system
RU2696015C1 (en) Method for determining the ambipolar diffusion coefficient in the earth's lower ionosphere
Adachi et al. Effects of the acoustic and radar pulse length ratio on the accuracy of radio acoustic sounding system (RASS) temperature measurements with monochromatic acoustic pulses
Chandrasekhar Sarma et al. Development of radio acoustic sounding system (RASS) with Gadanki MST radar–first results
RU2267139C2 (en) Mode of sounding of atmosphere or ocean
RU2759199C1 (en) Method for measuring object motion parametrs by an active locator
RU2811805C1 (en) Landing meteorological kit (options)
RU2585793C1 (en) Method for determining vertical wind profile in atmosphere
JPH0635963B2 (en) Method and apparatus for measuring atmospheric temperature and humidity using wave propagation
KR101021685B1 (en) Method for Distance Measurement of Porous Media and Measuring Device Thereof