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专利号: 2024101902815
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种风速反演方法,其特征在于,包括:

对Tj,m,i内的回波进行单比特采样;其中,Tj,m,i为第j次反演周期中第m束激光的第i个回波时间窗;

在预估的Tj,i对应的总功率谱峰值频率范围内,采用基于方波基底的快速傅里叶变换,将Tj,m,i内的单比特采样数据转化成频谱;其中,Tj,i为第j次反演周期的第i个回波时间窗,Tj,i对应的功率谱峰值频率范围根据Tj‑1,i和Tj‑2,i内的总功率谱峰值频率预估;Tj‑1,i和Tj‑2,i分别为第j‑1次反演周期和第j‑2次反演周期的第i个回波时间窗,反演周期中第i个回波时间窗的总功率谱为反演周期中所有激光的第i个回波时间窗内的功率谱累加;

将Tj,m,i内的频谱转换成功率谱,根据第j次反演周期中各束激光的第i个回波时间窗内的功率谱,获得Tj,i内的总功率谱;

根据Tj,i内的总功率谱,在风速范围内查找Tj,i内的总功率谱峰值频率;

根据Tj,i内的总功率谱峰值频率,计算功率谱频移;

根据功率谱频移和激光波长,计算Tj,i内的风速在激光方向上的速度分量。

2.根据权利要求1所述的风速反演方法,其特征在于,在进行基于方波基底的快速傅里叶变换之前,还包括将单比特采样数据中的0转化为‑1。

3.根据权利要求1所述的风速反演方法,其特征在于,基于方波基底的快速傅里叶变换为:采用函数sq_exp(jx)替换函数exp(jx)进行快速傅里叶变换;

其中,sq_exp(jx)= sq_cos(x)+ jsq_sin(x) ;

函数 ;

函数 ;

式中,x为自变量。

4.根据权利要求1所述的风速反演方法,其特征在于,Tj,i对应的总功率谱峰值频率范围为[fj‑1,i‑df,fj‑1,i+df];其中,fj‑1,i为Tj‑1,i内的总功率谱峰值频率,df为调节参数,df=max{dfmin,q|fj‑1,i‑ fj‑2,i|},q为常数,dfmin为df的最小值,fj‑2,i为Tj‑2,i内的总功率谱峰值频率。

5.一种风速反演系统,其特征在于,包括:

采样模块,对Tj,m,i内的回波进行单比特采样;其中,Tj,m,i为第j次反演周期中第m束激光的第i个回波时间窗;

基于方波基底的快速傅里叶变换模块,在预估的Tj,i对应的总功率谱峰值频率范围内,采用基于方波基底的快速傅里叶变换,将Tj,m,i内的单比特采样数据转化成频谱;其中,Tj,i为第j次反演周期的第i个回波时间窗,Tj,i对应的功率谱峰值频率范围根据Tj‑1,i和Tj‑2,i内的总功率谱峰值频率预估;Tj‑1,i和Tj‑2,i分别为第j‑1次反演周期和第j‑2次反演周期的第i个回波时间窗,反演周期中第i个回波时间窗的总功率谱为反演周期中所有激光的第i个回波时间窗内的功率谱累加;

反演模块,将Tj,m,i内的频谱转换成功率谱,根据第j次反演周期中各束激光的第i个回波时间窗内的功率谱,获得Tj,i内的总功率谱,根据Tj,i内的总功率谱,在风速范围内查找Tj,i内的总功率谱峰值频率,根据Tj,i内的总功率谱峰值频率,计算功率谱频移,根据功率谱频移和激光波长,计算Tj,i内的风速在激光方向上的速度分量。

6.根据权利要求5所述的风速反演系统,其特征在于,基于方波基底的快速傅里叶变换模块中,基于方波基底的快速傅里叶变换为:采用函数sq_exp(jx)替换函数exp(jx)进行快速傅里叶变换;

其中,sq_exp(jx)= sq_cos(x)+ jsq_sin(x) ;

函数 ;

函数 ;

式中,x为自变量。

7.根据权利要求5所述的风速反演系统,其特征在于,基于方波基底的快速傅里叶变换模块中,Tj,i对应的总功率谱峰值频率范围为[fj‑1,i‑df,fj‑1,i+df];其中,fj‑1,i为Tj‑1,i内的总功率谱峰值频率,df为调节参数,df=max{dfmin,q|fj‑1,i‑ fj‑2,i|},q为常数,dfmin为df的最小值,fj‑2,i为Tj‑2,i内的总功率谱峰值频率。

8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行权利要求1 4所述的任一方法。

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9.一种计算机设备,其特征在于,包括:

一个或多个处理器、以及一个或多个存储器,一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1 4所述的任一方法的指令。

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