买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国民航大学

摘要：一种基于滑动窗口法的激光雷达低空风切变区域告警方法。其包括利用测风激光雷达对扫描区域进行扫描，获得径向风速数据；将扫描区域分成若干个方形风速测量区域，将方形风速测量区域分成网格，获得合格径向风速数据；使用奇异值分解法计算出每一网格内各测量点的风切变脉动速度值；使用滑动窗口法计算出整个方形风速测量区域的风切变脉动速度值，并结合一段时间内风切变脉动速度值变化趋势，判断各方形风速测量区域内是否发生风切变等步骤。本发明通过空间和时间结合改善了低空风切变难以实时检测和追踪问题。过程中对不合格数据点进行质量控制和对异常值点计算权重提高，改善了低空风切变发布准确率低，虚警率高问题，对风切变告警提供了新思路。

主权项：1.一种基于滑动窗口法的激光雷达低空风切变区域告警方法，其特征在于：所述基于滑动窗口法的激光雷达低空风切变区域告警方法包括按顺序进行的下列步骤：1设定测风激光雷达的设置位置、扫描方式、扫描角度和扫描区域，利用测风激光雷达对扫描区域进行扫描，获得整个扫描区域的径向风速数据；2将上述扫描区域划分成若干个方形风速测量区域，然后将各方形风速测量区域划分成多个网格，得到各网格内各测量点的径向风速数据并删除其中的不合格径向风速数据，获得合格的径向风速数据；3利用上述合格的径向风速数据，使用奇异值分解法计算出各方形风速测量区域中每一网格内各测量点的风切变脉动速度值，方法是：将上述n*m的网格内各测量点的径向风速数据作为一个n*m的拟合矩阵A中的元素，将拟合矩阵A写成一个n*m的列正交矩阵U、一个m*m的元素均为正数或0的对角矩阵W以及一个m*m的正交矩阵V的转置矩阵这三个矩阵乘积的形式，表达式如下：AN*M＝UN*M*WM*M*VTM*M1再定义长度为n的向量b和长度为m的向量a,得到公式：A*a＝b2如果向量b不在拟合矩阵A的值域范围内，式2无解，联立公式1、2可得：a＝V*[diag1wj]*UT*b3,用公式3构造一个解向量，此时的向量a就是最小二乘意义上的最优解；如果向量b在拟合矩阵A的值域范围内，则向量a满足公式2，可以直接求出解；通过对向量a的求解能够获得估计的风切变平均速度基准值p，再通过方形风速测量区域内每个测量点的瞬时速度s就可获得每个测量点的风切变脉动速度值c，表达式为c＝s-p；每隔一段时间进行一次上述计算，得到同一方形风速测量区域不同时间的风切变脉动速度值c，并用T1，T2，……TN作为时间标签以示区分；4根据上述各测量点的风切变脉动速度值，使用滑动窗口法计算出整个方形风速测量区域的风切变脉动速度值，并结合一段时间内风切变脉动速度值的变化趋势，判断各个方形风速测量区域内是否发生风切变，方法是：4.1利用上述风切变平均速度基准值p将上述步骤2中删除的不合格径向风速数据补齐；4.2设定跨度为1，长度为n，大小为1*n的基本窗口,由1*n范围内各测量点的风切变脉动速度值组成一个基本窗口Wj；当每个基本窗口Wj内的风切变脉动速度值无明显变化时，对每个基本窗口Wj中的风切变脉动速度值cij进行累加后求平均值，得到平均风切变脉动速度值dja，表示为：c1j+c2j+…+cnj＝dja，作为基本窗口Wj的风切变脉动速度值；有明显变化时，先将具有明显变化的风切变脉动速度值的权重提高到1.1，再进行累加后求平均值，得到平均风切变脉动速度值djb；4.3设定跨度为d,长度为n，大小为d*n的滑动窗口,由d个连续的基本窗口Wj组成一个滑动窗口Ws,滑动窗口Ws每隔一段时间滑动一次，每次滑动的距离为1；一般情况使用滑动窗口Ws中风切变脉动速度值的代数和作为该滑动窗口Ws的风切变脉动速度值；但当滑动窗口Ws中连续n个风切变脉动速度值超过风切变平均速度基准值p时，将这些风切变脉动速度值的权重提高到1.n，再求代数和，获得整个滑动窗口Ws的风切变脉动速度值；4.4将滑动窗口Ws在方形风速测量区域内进行滑动，获得每个方形风速测量区域的风切变脉动速度值；再通过对同一方形风速测量区域内不同时间的风切变脉动速度值进行统计，得出一段时间内该方形风速测量区域的风切变脉动速度值的变化趋势，最后通过该变化趋势来判断该方形风速测量区域是否发生风切变，从而实现风切变告警。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国民航大学 一种基于滑动窗口法的激光雷达低空风切变区域告警方法