一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其包括以下步驟：(S1)檢測獲取浮標在指定海域位置的運動量，所述運動量包括水平速度變化矢量

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法
本專利技術(shù)涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，更詳而言之涉及一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法。
技術(shù)介紹
目前，在傳統(tǒng)的海上測風(fēng)方法中，一般采取在指定的海域設(shè)立一座海上測風(fēng)塔，并在測風(fēng)塔的不同高度處設(shè)置風(fēng)速風(fēng)向傳感器進行測試。但是，設(shè)立這種傳統(tǒng)的海上測風(fēng)塔需要在海上進行樁基礎(chǔ)的施工，然后以在樁基礎(chǔ)上安裝測風(fēng)塔架的形式來完成海上測風(fēng)塔的設(shè)立。此種方法涉及海上樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工，建設(shè)成本較高、周期較長，對正常開展海上試驗帶來了較多不便，而且海上測風(fēng)塔在測試結(jié)束被拆除后無法重復(fù)使用，經(jīng)濟性較差。針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了用于海上測風(fēng)的激光浮標雷達，能夠通過空氣變化測得不同高度的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，其在海上的投放安裝較為方便，而且能夠在測試結(jié)束后進行回收再利用。激光浮標雷達的建設(shè)成本和施工難度都較低，正在受到廣泛應(yīng)用。激光浮標雷達是一種結(jié)合了海上浮標和激光雷達及定位系統(tǒng)的新型測風(fēng)系統(tǒng)，通過將激光雷達設(shè)置在海上浮標上，可以實現(xiàn)遠海的風(fēng)力測量。但是海上浮標會隨著波浪進行起伏，從而造成激光雷達的測量誤差。為了保證激光雷達的測風(fēng)數(shù)據(jù)的準確性，需要對其所測得的測風(fēng)數(shù)據(jù)進行一系列的校正，然后與同一海域的海上測風(fēng)塔進行驗證比對。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，提高了激光浮標雷達所測得的測風(fēng)數(shù)據(jù)的準確性，減小了激光浮標雷達的測風(fēng)誤差。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其包括以下步驟：(S1)檢測獲取浮標在指定海域位置的運動量，所述運動量包括水平速度變化矢量垂直變化矢量以及扭轉(zhuǎn)變化矢量(S2)將所述運動量中的各變化矢量轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)；(S3)通過激光雷達測得測風(fēng)數(shù)據(jù)，將所述測風(fēng)數(shù)據(jù)與所述校正系數(shù)相加進行校正，從而獲得所述測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正結(jié)果，所述測風(fēng)數(shù)據(jù)包括風(fēng)速WS0、風(fēng)向WD0、以及測風(fēng)高度H0。優(yōu)選地，所述浮標的運動量由設(shè)置在所述浮標上的運動傳感器檢測獲取。根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例，當(dāng)需要對測得的風(fēng)速WS0進行校正時，具體為：以所述水平速度變化矢量作為校正系數(shù)，校準后的風(fēng)速為根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例，當(dāng)需要對測得的風(fēng)向WD0進行校正時，具體為：檢測獲取浮標所在海域的當(dāng)?shù)卮牌荰0；以浮標所在海域的當(dāng)?shù)卮牌荰0為基準對所述扭轉(zhuǎn)變化矢量進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)以校正系數(shù)為基準對風(fēng)向WD0進行校正，校正后的風(fēng)向為根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例，當(dāng)需要對測得的測風(fēng)高度H0進行校正時，具體為：檢測獲取浮標所在海域的海拔高度h0；以浮標所在海域的海拔高度h0為基準對所述垂直變化矢量進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)以校正系數(shù)為基準對測風(fēng)高度H0進行校正，校正后的測風(fēng)高度為本專利技術(shù)的上述以及其它目的、特征、優(yōu)點將通過下面的詳細說明、附圖、以及所附的權(quán)利要求進一步明確。附圖說明圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例的方法流程示意圖。具體實施方式下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對專利技術(shù)做進一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實施例。以下描述用于揭露本專利技術(shù)以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本專利技術(shù)。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本專利技術(shù)的基本原理可以應(yīng)用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本專利技術(shù)的精神和范圍的其他技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在本專利技術(shù)的揭露中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系是基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，其僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此上述術(shù)語不能理解為對本專利技術(shù)的限制。可以理解的是，術(shù)語“一”應(yīng)理解為“至少一”或“一個或多個”，即在一個實施例中，一個元件的數(shù)量可以為一個，而在另外的實施例中，該元件的數(shù)量可以為多個，術(shù)語“一”不能理解為對數(shù)量的限制。參看附圖之圖1，根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例的激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法將在接下來的描述中被闡明，其提高了激光浮標雷達所測得的測風(fēng)數(shù)據(jù)的準確性，減小了激光浮標雷達的測風(fēng)誤差。沿海和海島觀測站檢測到的數(shù)據(jù)只能反映近海和臨島海域的測風(fēng)情況，對遠洋航行的測風(fēng)需求起不了幫助作用。建立海上浮標則可以解決遠洋航行的測風(fēng)需求，海上浮標是一種無人的海洋觀測站，適于被投放在指定的海域進行測量監(jiān)測工作。海上浮標能在惡劣的海洋環(huán)境下進行長期、連續(xù)、全天候的工作，具有較強的工作穩(wěn)定性。激光雷達則是一種新型的精密的測風(fēng)儀器，能夠通過空氣的變化測得不同高度的測風(fēng)數(shù)據(jù)，每組測風(fēng)數(shù)據(jù)包括風(fēng)速WS0、風(fēng)向WD0、以及測風(fēng)高度H0。激光浮標雷達則是結(jié)合了海上浮標和激光雷達，但是海上浮標在海上會產(chǎn)生三個維度的運動，分別是水平方向、垂直方向及浮標自身扭轉(zhuǎn)方向。為了避免海上浮標的運動對激光雷達的測風(fēng)數(shù)據(jù)造成干擾和偏差，本專利技術(shù)提供了所述激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法。如附圖1所示，所述激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法包括以下步驟：(S1)檢測獲取浮標在指定海域位置的運動量，所述運動量包括水平速度變化矢量垂直變化矢量以及扭轉(zhuǎn)變化矢量(S2)將所述運動量中的各變化矢量轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)；(S3)通過激光雷達測得測風(fēng)數(shù)據(jù)，將所述測風(fēng)數(shù)據(jù)與所述校正系數(shù)相加進行校正，從而獲得所述測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正結(jié)果，所述測風(fēng)數(shù)據(jù)包括風(fēng)速WS0、風(fēng)向WD0、以及測風(fēng)高度H0。優(yōu)選地，所述浮標的運動量由設(shè)置在所述浮標上的運動傳感器檢測獲取。具體地來說，當(dāng)需要對測得的風(fēng)速WS0進行校正時，具體為：以所述水平速度變化矢量作為校正系數(shù)，校準后的風(fēng)速為進一步地，當(dāng)需要對測得的風(fēng)向WD0進行校正時，具體為：檢測獲取浮標所在海域的當(dāng)?shù)卮牌荰0；以浮標所在海域的當(dāng)?shù)卮牌荰0為基準對所述扭轉(zhuǎn)變化矢量進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)以校正系數(shù)為基準對風(fēng)向WD0進行校正，校正后的風(fēng)向為進一步地，當(dāng)需要對測得的測風(fēng)高度H0進行校正時，具體為：檢測獲取浮標所在海域的海拔高度h0；以浮標所在海域的海拔高度h0為基準對所述垂直變化矢量進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)以校正系數(shù)為基準對測風(fēng)高度H0進行校正，校正后的測風(fēng)高度為為了驗證校正的效果，可以通過與同一海域的海上測風(fēng)塔測得的的測風(fēng)數(shù)據(jù)進行比對驗證。通過將校正后的激光浮標雷達測得的測風(fēng)數(shù)據(jù)和同一海域的海上測風(fēng)塔測得的測風(fēng)數(shù)據(jù)帶入皮爾遜相關(guān)系數(shù)公式，來驗證兩組測風(fēng)數(shù)據(jù)的相關(guān)性。所述皮爾遜相關(guān)系數(shù)公式為：具體地，在驗證激光浮標雷達校正后的風(fēng)速時，可以對激光浮標雷達一個月的風(fēng)速校正數(shù)據(jù)和海上測風(fēng)塔在同一個月內(nèi)所測得的風(fēng)速進行比較。將兩組數(shù)據(jù)帶入所述皮爾遜相關(guān)系數(shù)公式，計算兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)性，當(dāng)r大于或等于0.99時，則說明校正后的激光浮標雷達所測得的風(fēng)速和海上測風(fēng)塔測得的風(fēng)速一致。進一步地，在驗證風(fēng)速的校正效果時，在所述皮爾遜相關(guān)系數(shù)公式中：Xi為激光浮標雷達在一個月內(nèi)每隔10分鐘所測得的風(fēng)速數(shù)據(jù)的校正結(jié)果；為激光浮標雷達在一個月內(nèi)所測得的每10分鐘的平均風(fēng)速數(shù)據(jù)的校正結(jié)果；Yi為同一海域同一測風(fēng)高度的海上測風(fēng)塔在一個月內(nèi)每隔10分鐘所測得的風(fēng)速數(shù)據(jù)；為同一海域同本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其特征在于，包括以下步驟：(S1)檢測獲取浮標在指定海域位置的運動量，所述運動量包括水平速度變化矢量

【技術(shù)特征摘要】
1.一種激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其特征在于，包括以下步驟：(S1)檢測獲取浮標在指定海域位置的運動量，所述運動量包括水平速度變化矢量垂直變化矢量以及扭轉(zhuǎn)變化矢量(S2)將所述運動量中的各變化矢量轉(zhuǎn)化為校正系數(shù)；(S3)通過激光雷達測得測風(fēng)數(shù)據(jù)，將所述測風(fēng)數(shù)據(jù)與所述校正系數(shù)相加進行校正，從而獲得所述測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正結(jié)果，所述測風(fēng)數(shù)據(jù)包括風(fēng)速WS0、風(fēng)向WD0、以及測風(fēng)高度H0。2.如權(quán)利要求1所述之激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其特征在于，所述浮標的運動量由設(shè)置在所述浮標上的運動傳感器檢測獲取。3.如權(quán)利要求1所述之激光浮標雷達測風(fēng)數(shù)據(jù)的校正方法，其特征在于，當(dāng)需要對測得的風(fēng)速WS0進行校正時，具體...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮偉光，何杰，徐周科，江魁，宋勵奮，
申請(專利權(quán))人：浙江胄天科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33