作者单位
摘要
1 中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院, 山东 青岛 266100
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室, 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室, 山东 青岛 266237
大气湍流广泛存在于大气中,其中斜程湍流对航空航天、天文观测等会产生不可忽视的影响。一方面利用相干多普勒测风激光雷达获得的高时空分辨风场探测数据,另一方面基于Kolmogorov局地均匀各项同性理论,即在惯性子区内湍流的特征只与湍能耗散率 ε 有关,将速度结构函数法应用到飞机着陆阶段下滑道扫描模式中,通过实测数据的速度结构函数与模型速度结构函数最小二乘法拟合,从而估算激光雷达扫描范围内的大气湍流参数 (径向风速方差、湍流积分尺度和 ε 等)。根据下滑道扫描区域数据的时空分布特征,给出大气湍流参数的斜程空间分布图,并与同步观测的飞机下滑道风切变强度数据进行了对比分析,发现两者具有较好的一致性,证实了斜程湍流参数反演方法的可靠性。
相干多普勒测风激光雷达 斜程大气湍流 速度结构函数 coherent Doppler wind measurement lidar slant atmospheric turbulence velocity structure function 
大气与环境光学学报
2023, 18(1): 1
作者单位
摘要
1 中国民航大学 飞行技术学院, 天津 300300
2 中国民航大学 天津市空管运行规划与安全技术重点实验室,天津 300300
3 中国民航大学 电子信息与自动化学院,天津 300300
4 香港天文台, 香港 999077
提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的湍流速度结构函数构造方法, 将该方法构造的速度结构函数与湍流模型拟合, 可以实现激光雷达的湍流识别。首先对激光雷达扫描的空间数据进行距离门扇区划分, 在每个子扇区内对湍流风场做奇异值分解, 得到特征速度基准值和每个距离门的湍流脉动速度, 构建出速度结构函数。选取标准von Kármán湍流模型函数作为拟合约束, 得出涡流耗散率的立方根来判断湍流的强度。最后, 利用兰州机场的实测数据, 对比分析了在不同湍流强度下SVD方法的速度结构函数与局部平均方法的性能。通过与机组报告的湍流数据进行对比分析, SVD方法进行湍流预警的预警率可以达到85.2%。该方法对提高机场湍流探测和识别有重要意义。
激光雷达 奇异值分解 速度结构函数 湍流 Lidar Singular Value Decomposition (SVD) velocity structure function turbulence 
光学 精密工程
2019, 27(3): 671
作者单位
摘要
1 中国民航大学 天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300300
2 民航气象技术研究所, 天津 300300
3 香港天文台, 香港 999077
为提高激光雷达对小尺度低空湍流的预警率, 提出了一种将下滑道扫描与横向速度结构函数相结合的预警算法。首先, 把下滑道扫描方式下得到的扫描扇区分成多个重叠的子扇区, 采用空间波动法计算每个子扇区的横向结构函数。其次, 将结构函数与Von Karman模型预测的结构函数拟合得到涡流耗散率, 并以国际民航组织规定的湍流阈值来判断湍流强度。使用香港天文台安装在香港国际机场实的激光雷达采集数据进行了实验验证, 结果表明新方法能够检测出纵向速度结构函数未能检测出的小尺度湍流。该方法是有效的, 对于提高湍流的预警率有重要意义。
速度结构函数 低空湍流 激光雷达 下滑道扫描 velocity structure function low-level turbulence lidar glide-path scanning 
红外与激光工程
2017, 46(10): 1030005

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