多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)三波束反演方法與實(shí)驗(yàn)?

宋小全， 王芳涵， 尹嘉萍， 王希濤， 劉曉英， 任文核， 吳松華

(1. 中國(guó)海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院海洋技術(shù)系，山東 青島 266100； 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)與數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266237； 3.青島鐳測(cè)創(chuàng)芯科技有限公司，山東 青島 266101)

隨著能源危機(jī)的嚴(yán)峻，世界各國(guó)日益重視新能源的開(kāi)發(fā)與利用。風(fēng)能儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，是最有競(jìng)爭(zhēng)力的可再生清潔能源之一[1]。風(fēng)場(chǎng)特征測(cè)量是發(fā)展風(fēng)電行業(yè)的基礎(chǔ)性工作，傳統(tǒng)的測(cè)風(fēng)手段是風(fēng)電測(cè)風(fēng)塔，其建設(shè)成本較高、周期長(zhǎng)、無(wú)法移動(dòng)，為風(fēng)場(chǎng)測(cè)量帶來(lái)很多不便。激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)是當(dāng)前較為成熟的一種遙感測(cè)風(fēng)技術(shù)，激光雷達(dá)體積小、重量輕、安置移動(dòng)方便，目前已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外風(fēng)電相關(guān)機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用[2]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，商業(yè)化測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量與超聲風(fēng)速計(jì)、風(fēng)廓線雷達(dá)相當(dāng)[3-10]。2017年3月，IEC接納測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)作為風(fēng)場(chǎng)信息測(cè)量裝置為風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)功率曲線測(cè)試和風(fēng)資源評(píng)估[11]，推動(dòng)了激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用。

多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)從工作原理上分為相干探測(cè)和非相干探測(cè)兩種。與非相干探測(cè)相比，相干探測(cè)精度高、信噪比高、易于集成、應(yīng)用領(lǐng)域更廣。目前多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)廓線波束掃描反演方法主要有VAD(Velocity Azimuth Display)[12]，VVP(Volume Velocity Processing)[13]，RHI(Range Height Indicator)[14]，DBS(Doppler Beam Swinging)[15]等。

DBS方法與其他反演方法相比，需要的波束更少，能夠在更短時(shí)間內(nèi)完成，適用于氣流不穩(wěn)定的情況[15]。傳統(tǒng)的DBS方法是用五波束方法(DBS-5)反演風(fēng)廓線，需要東、西、南、北、垂直五個(gè)方向的徑向數(shù)據(jù)[8]。三波束方法(DBS-3)可利用滿足條件的三個(gè)方向徑向數(shù)據(jù)反演出風(fēng)廓線信息，測(cè)量時(shí)間更短，理論上可提高數(shù)據(jù)刷新率和獲取率，能夠在氣流不穩(wěn)定的情況下捕捉到更多風(fēng)場(chǎng)特征。本文基于青島鐳測(cè)創(chuàng)芯科技有限公司W(wǎng)ind3D 6000型多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用三波束方法將標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品level 0徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計(jì)算和反演，并與由激光雷達(dá)內(nèi)置五波束方法反演得到的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品level 2平均風(fēng)廓線數(shù)據(jù)進(jìn)行水平風(fēng)速、風(fēng)向等風(fēng)場(chǎng)特征參數(shù)的比對(duì)和分析，取得了一致效果。

1 基本原理

多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)利用光的多普勒效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光雷達(dá)向大氣中發(fā)射激光光束，光束在大氣中傳播時(shí)會(huì)受到大氣中氣溶膠等粒子對(duì)激光的散射作用，當(dāng)氣溶膠等粒子相對(duì)于激光雷達(dá)有運(yùn)動(dòng)時(shí)(通常氣溶膠的整體移動(dòng)速度即等效視為風(fēng)速)，望遠(yuǎn)鏡接收到的散射回波信號(hào)光與本振光在光電探測(cè)元件表面拍頻，得到一個(gè)差頻信號(hào)，即多普勒頻移。通過(guò)公式(1)可由多普勒頻移反演出氣溶膠運(yùn)動(dòng)在激光束方向上的分量，即徑向速度或徑向風(fēng)速：

(1)

式中：fD為多普勒頻移；Vlos為徑向速度；V為氣溶膠相對(duì)激光雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度；λ為發(fā)射激光的波長(zhǎng)；γ為風(fēng)向與激光光束的夾角。

五波束方法掃描模式如圖1(a)所示，該方法利用東西南北四個(gè)方向的徑向數(shù)據(jù)反演水平風(fēng)場(chǎng)，垂直風(fēng)速由垂直方向的波束直接測(cè)得，可用于復(fù)雜地形的風(fēng)速校正，計(jì)算公式如下所示：

(2)

式中:u為北向南風(fēng)速分量；v為東向西風(fēng)速分量；VE、VW、VS、VN和VZ分別為東西南北和垂直方向上的徑向風(fēng)速；θ為激光光束與水平面的夾角；Vh為水平風(fēng)速；w為垂直風(fēng)速。

(3)

三波束方法可利用相互正交的兩個(gè)方向加垂直方向共三個(gè)方向的徑向數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，如圖1(b)所示，理論上縮短了觀測(cè)時(shí)間，可提高數(shù)據(jù)刷新率和獲取率，僅用五波束方法約五分之三的時(shí)間即可反演出風(fēng)廓線結(jié)果，計(jì)算公式如下：

(4)

圖1 掃描原理圖

2 實(shí)驗(yàn)概況

2.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地位于中國(guó)海洋大學(xué)嶗山校區(qū)信息南樓西側(cè)，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖2所示。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)時(shí)間自2018年7月4～16日，共13 d。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

本研究使用的觀測(cè)設(shè)備為青島鐳測(cè)創(chuàng)芯科技有限公司提供測(cè)試的Wind3D 6000型測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)，是一種小型三維掃描型系統(tǒng)，測(cè)量45～6 000 m高度范圍的風(fēng)速、風(fēng)向廓線，輸出秒級(jí)、平均風(fēng)廓線數(shù)據(jù)，可用于風(fēng)資源評(píng)估、功率預(yù)測(cè)的風(fēng)廓線測(cè)量[16]，具體技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖2 激光雷達(dá)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)

激光雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括level 0徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)、level 1秒級(jí)風(fēng)廓線數(shù)據(jù)、level 2平均風(fēng)廓線數(shù)據(jù)等。level 0徑向數(shù)據(jù)是某波束的徑向風(fēng)速數(shù)據(jù)，即風(fēng)速在測(cè)量波束方向的速度分量；level 1秒級(jí)數(shù)據(jù)由系統(tǒng)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)五波束方法實(shí)時(shí)計(jì)算得到；level 2數(shù)據(jù)的平均時(shí)間可在測(cè)量前設(shè)置，根據(jù)GB/T 18451.2—2003中對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的要求[17]，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置的平均時(shí)間為10 min。

表1 激光雷達(dá)技術(shù)參數(shù)

3 數(shù)據(jù)處理及分析

3.1 數(shù)據(jù)處理及質(zhì)量控制

三波束方法利用激光雷達(dá)的level 0徑向數(shù)據(jù)中的垂直波束與兩個(gè)相互正交的波束進(jìn)行計(jì)算，我們隨機(jī)選取了北、東、垂直三個(gè)方向，計(jì)算方法見(jiàn)公式(4)。

在實(shí)際觀測(cè)中，激光雷達(dá)探測(cè)的信號(hào)包含有用回波信號(hào)和噪聲信號(hào)，激光雷達(dá)所測(cè)量的原始數(shù)據(jù)的精度主要受設(shè)備噪聲的影響，取決于回波信號(hào)和噪聲的比值，即信噪比(Signal Noise Ratio, SNR)，信噪比是一個(gè)十分重要的性能指標(biāo)，反映了系統(tǒng)探測(cè)能力的強(qiáng)弱。

在對(duì)原始回波信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，首先對(duì)傅里葉變換譜數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，以去除背景噪聲、提高信噪比；同時(shí)利用聲光調(diào)制器將中頻信號(hào)的頻率提高，去掉相對(duì)強(qiáng)度噪聲。但此時(shí)信號(hào)光中的散粒噪聲仍會(huì)對(duì)風(fēng)速反演造成影響，因此在數(shù)據(jù)處理時(shí)需要對(duì)低信噪比引起的失真風(fēng)速信號(hào)進(jìn)行去除。文章利用設(shè)定信噪比門限閾值的方法進(jìn)行質(zhì)量控制，計(jì)算前先對(duì)北、東、垂直三個(gè)方向的信噪比SNRN、SNRE、SNRZ進(jìn)行判斷，若高于信噪比門限閾值則進(jìn)行計(jì)算，否則將其視為無(wú)效信號(hào)，不參與計(jì)算和分析[13]。

設(shè)置信噪比門限閾值可能會(huì)剔除一部分無(wú)效信號(hào)，如果無(wú)效信號(hào)太多，可能會(huì)導(dǎo)致該時(shí)段有效數(shù)據(jù)過(guò)少、該組數(shù)據(jù)不具代表性。為避免此類情況，對(duì)秒級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行10 min平均處理時(shí)，設(shè)定一個(gè)數(shù)據(jù)有效率門限閾值進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。數(shù)據(jù)有效率定義為質(zhì)量控制后有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)占該時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)總點(diǎn)數(shù)的比值，可由公式(5)得到。

(5)

式中：κ為該時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)有效率；Nvalid為該時(shí)間段內(nèi)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)；Ntotal為該時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)總點(diǎn)數(shù)。當(dāng)10 min內(nèi)數(shù)據(jù)有效率大于該門限閾值時(shí)，對(duì)其進(jìn)行平均處理，否則將該時(shí)間段的數(shù)據(jù)視為無(wú)效數(shù)據(jù)，不進(jìn)行比對(duì)分析。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的流程如圖3所示。文章綜合考慮對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)精度和數(shù)據(jù)完整率的影響，設(shè)定了信噪比門限閾值、數(shù)據(jù)有效率門限閾值兩個(gè)判據(jù)來(lái)減小原始數(shù)據(jù)噪聲的影響。為期13 d的測(cè)量期間，以90 m高度上共取得1 781組10 min平均數(shù)據(jù)為例，經(jīng)質(zhì)量控制后得到1 752組有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)有效率為98.37%，滿足使用需求。數(shù)據(jù)無(wú)效或缺失可能是由降雨、氣溶膠或極端天氣引起[3]。

對(duì)秒級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理時(shí)，風(fēng)速平均采用算術(shù)平均法，風(fēng)向平均采用矢量平均法，能夠很好地解決風(fēng)向變化跨零的問(wèn)題，是目前最準(zhǔn)確的風(fēng)向平均方法[18]。

圖3 質(zhì)量控制流程圖

3.2 數(shù)據(jù)分析

針對(duì)風(fēng)資源評(píng)估與風(fēng)功率曲線印證常見(jiàn)的風(fēng)機(jī)高度與葉輪直徑，文章主要選取90 m高度的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對(duì)。

3.2.1 時(shí)間序列分析 圖4為90 m高度風(fēng)速和風(fēng)向的時(shí)間序列圖，為期13 d的測(cè)量共獲取1 752組有效比對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)，紅線表示用三波束方法的計(jì)算結(jié)果，藍(lán)線表示激光雷達(dá)內(nèi)置五波束方法的計(jì)算結(jié)果?？梢钥闯?，兩種方法反演得到的風(fēng)速和風(fēng)向在變化趨勢(shì)和數(shù)值大小上始終保持較好的一致性。

3.2.2 相關(guān)性分析 為了更好的比對(duì)兩種方法在不同湍流條件下的處理結(jié)果異同，在做相關(guān)性分析時(shí)同時(shí)計(jì)算和考慮了湍流強(qiáng)度。湍流強(qiáng)度表征指定周期內(nèi)水平風(fēng)速的變化情況，可由公式(6)[19]得到。

(6)

圖4 90 m高度時(shí)間序列分析

圖5為90 m高度兩種方法計(jì)算結(jié)果的相關(guān)性分析，數(shù)據(jù)點(diǎn)的不同顏色表示湍流強(qiáng)度的不同大小。圖5(a)為風(fēng)速值的相關(guān)性分析，可以看出，數(shù)據(jù)點(diǎn)集中在1∶1線附近，用最小二乘法求得的線性回歸方程的斜率為1.037 3決定系數(shù)為0.982 5，平均偏移量bias為0.28 m·s-1，平均偏移量為正表示三波束方法計(jì)算得到的風(fēng)速值較系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)值偏大。圖6為90 m高度處不同湍流強(qiáng)度下風(fēng)速的相關(guān)性分析，總體來(lái)看，湍流強(qiáng)度越大，數(shù)據(jù)點(diǎn)越偏離1∶1線，即兩種方法之間的差異越大。表2為不同湍流強(qiáng)度下兩種方法計(jì)算得到的風(fēng)速的相關(guān)性分析，可以看出，隨著湍流強(qiáng)度的增大，相關(guān)系數(shù)有減小趨勢(shì)，平均偏移量的絕對(duì)值有增大趨勢(shì)。

圖5(b)為風(fēng)向值的相關(guān)性分析，為消除風(fēng)向跨零情況對(duì)數(shù)據(jù)分析的影響，根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，在0°兩側(cè)分別剔除7.5°的數(shù)據(jù)，僅保留[7.5°，352.5°]扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)[11]，剔除扇區(qū)后有效比對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)為1 717組?？梢钥闯鼍€性回歸方程的斜率為0.988 1，決定系數(shù)為0.976 9，平均偏移量為0.38°，平均偏移量為正表示三波束計(jì)算得到的風(fēng)向值較系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)值偏大。從圖中可以看出，風(fēng)向一致性與湍流強(qiáng)度的關(guān)系與風(fēng)速類似，湍流強(qiáng)度增大，兩種方法之間的差異呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。

表3為77、90和181 m三個(gè)高度上風(fēng)速值的相關(guān)性分析，可以看出三組數(shù)據(jù)都集中在1∶1線附近，決定系數(shù)均在0.98以上。

圖5 90 m高度相關(guān)性分析

圖6 90 m高度處不同湍流強(qiáng)度下的風(fēng)速相關(guān)性分析

3.2.3 區(qū)間平均值分析 為了研究風(fēng)速大小對(duì)兩種方法測(cè)量結(jié)果的影響，本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了區(qū)間平均值的分析。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)[11]，將風(fēng)速分為1 m·s-1的風(fēng)速區(qū)間，每個(gè)區(qū)間中心值為1 m·s-1的整數(shù)倍，若風(fēng)速區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)小于6時(shí)不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

圖7表示90 m高度每個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)三波束方法和五波束方法反演結(jié)果平均偏差的比對(duì)分析。圖7(a)表示每個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)速差的平均值分布情況，誤差棒表示三波束計(jì)算結(jié)果在該區(qū)間內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，綠色折線表示風(fēng)速在每個(gè)區(qū)間的分布情況。可以看出，風(fēng)速數(shù)量統(tǒng)計(jì)符合威布爾分布，兩者風(fēng)速差的平均值均在0～1 m·s-1范圍內(nèi)，風(fēng)速差為正表示三波束方法反演的風(fēng)速較大。隨著風(fēng)速的增大，兩者差異有逐漸增大的趨勢(shì)，兩種風(fēng)廓線反演方法在存在差異的原因及各風(fēng)速段哪種方法更準(zhǔn)確有待進(jìn)一步觀測(cè)和研究。圖7(b)表示每個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)向差的平均值分布情況，為減弱風(fēng)向跨零對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的影響，當(dāng)兩者風(fēng)向差大于270°或小于-270°時(shí)，分別對(duì)其進(jìn)行減或加360°?？梢钥闯?，隨風(fēng)速增大，風(fēng)向差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差均有減小趨勢(shì)。風(fēng)向差平均值最大為21.96°，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為14.19°，所在區(qū)間為0.5～1.5 m·s-1，這可能是由于風(fēng)速過(guò)小導(dǎo)致，根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)速小于4 m·s-1的數(shù)據(jù)可不做比對(duì)和分析。

表2 不同湍流強(qiáng)度下的風(fēng)速相關(guān)性分析

表3 不同高度的風(fēng)速回歸性分析

圖8表示90 m高度風(fēng)速和風(fēng)向區(qū)間內(nèi)平均值的相關(guān)性分析，圖8(a)表示每個(gè)1 m·s-1的風(fēng)速區(qū)間內(nèi)三波束和五波束風(fēng)速差的平均值相關(guān)性分析，圖8(b)表示每個(gè)10°的風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)三波束和五波束風(fēng)向差的平均值相關(guān)性分析，誤差棒分別表示該風(fēng)速(a)區(qū)間或風(fēng)向(b)區(qū)間內(nèi)三波束方法計(jì)算值(藍(lán))和五波束方法計(jì)算值(綠)的標(biāo)準(zhǔn)偏差?？梢钥闯觯ㄊ椒ǚ囱莸娘L(fēng)速略大于五波束，隨著風(fēng)速增大，三波束的標(biāo)準(zhǔn)偏差有增大趨勢(shì)。從圖8(b)可以看出，兩種方法反演出的風(fēng)向一致性良好，決定系數(shù)和回歸曲線的斜率均為1；在每個(gè)區(qū)間內(nèi)，三波束方法和五波束方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差都很小，均集中在回歸曲線兩側(cè)。

圖7 每個(gè)區(qū)間內(nèi)的平均偏差

除了北、東、垂直三個(gè)方向的波束進(jìn)行反演外，同時(shí)對(duì)北、西、垂直(NWV)，南、東、垂直(SEV)和南、西、垂直(SWV)三種三波束組合進(jìn)行了反演，并將反演結(jié)果與五波束進(jìn)行了風(fēng)速區(qū)間平均值的相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，風(fēng)速區(qū)間平均值的回歸曲線斜率分別為0.995 0(NWV)、1.030 8(SEV)、1.069 8(SWV)，風(fēng)向區(qū)間平均值的回歸曲線斜率均為1.000 0。

圖8 90 m高度區(qū)間內(nèi)平均值的相關(guān)性分析

4 結(jié)語(yǔ)

本研究利用三波束方法在中國(guó)海洋大學(xué)校園內(nèi)對(duì)多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)Wind3D 6000實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新反演，經(jīng)過(guò)信噪比和數(shù)據(jù)有效率門限閾值進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，與由激光雷達(dá)內(nèi)置的五波束方法反演得到的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品level 2平均風(fēng)廓線數(shù)據(jù)進(jìn)行了水平風(fēng)速、風(fēng)向等風(fēng)場(chǎng)特征參數(shù)的比對(duì)和分析。研究表明，兩種方法在不同高度上的變化趨勢(shì)和數(shù)值均呈現(xiàn)良好的一致性，三波束方法理論上能夠在更短時(shí)間內(nèi)反演出風(fēng)場(chǎng)特征、提高數(shù)據(jù)刷新率，兩種反演方法均適用于激光測(cè)風(fēng)技術(shù)。

兩種方法計(jì)算結(jié)果的差異與風(fēng)速及湍流強(qiáng)度大小有關(guān)。兩種方法計(jì)算結(jié)果在低風(fēng)速區(qū)間和高風(fēng)速區(qū)間的差異不同，且存在一定的變化趨勢(shì)，這種趨勢(shì)可能和該區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)量及風(fēng)速本身大小有關(guān)。風(fēng)速相關(guān)系數(shù)隨湍流強(qiáng)度增大而減小，標(biāo)準(zhǔn)偏差隨湍流強(qiáng)度的增大而增大。由于三波束與五波束兩種反演方法使用的數(shù)據(jù)水平空間尺度相差約一倍(在90 m高度處水平空間尺度分別為51.96和103.92 m)，當(dāng)湍流強(qiáng)度增大時(shí)，風(fēng)場(chǎng)均勻性條件下降，這種現(xiàn)象在低風(fēng)速時(shí)更為顯著。但是，回歸曲線的斜率和平均偏移量均在湍流強(qiáng)度[0.4，0.6)內(nèi)達(dá)到最小和最大，造成這種現(xiàn)象的原因可能和數(shù)據(jù)量有關(guān)。湍流強(qiáng)度為[0.6，0.8)的區(qū)間內(nèi)僅有7組數(shù)據(jù)，可能無(wú)法完全代表該湍流強(qiáng)度下的一致性。

本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了平均處理，三波束的數(shù)據(jù)刷新率優(yōu)勢(shì)僅通過(guò)理論分析，未進(jìn)行實(shí)際的系統(tǒng)比對(duì)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，有待于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)北、東、垂直三個(gè)方向的波束組合的反演結(jié)果進(jìn)行了相對(duì)完整的討論，其他波束組合的反演結(jié)果與北、東、垂直波束組合存在一定的差異但仍處于合理范圍內(nèi)。不同湍流強(qiáng)下三波束反演方法與五波束反演方法的差異，一方面可能是由于三波束方法中利用了垂直波束數(shù)據(jù)做反演、而五波束風(fēng)速反演中垂直風(fēng)速影響相互抵消，因此受到湍流效應(yīng)和垂直激光束指向誤差的影響更為明顯；另一方面，目前的測(cè)量結(jié)果在湍流強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)樣本較少，仍需在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中采用更多樣本開(kāi)展研究。由湍流強(qiáng)度和風(fēng)速大小引起的兩種方法之間的差異及何種方法更準(zhǔn)確、不同穩(wěn)定性下的風(fēng)場(chǎng)中三波束算法的具體優(yōu)勢(shì)、以及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制環(huán)節(jié)、系統(tǒng)測(cè)量誤差等其他引起兩者之間差異的原因也有待于進(jìn)一步研究。