三种测风设备测量精度的对比分析
三种测风方法的原理及其比对
三种测风方法的原理及其比对作者：黄裕文来源：《价值工程》2017年第09期摘要：高空测风业务是气象观测的基础业务之一，其数据广泛应于天气预报、气候研究、航空航天器等领域。
L波段二次测风雷达、GPS测风和风廓线雷达是目前气象业务中最为广泛使用的三种测风方法。
本文扼要介绍了这三种测风方法的原理，并基于观测数据对三种测风方法的结果进行了比对。
比对结果表明：三种测风方法测得的水平风向误差在10度以内，水平风速误差小于1m/s，都能满足目前的业务要求，其中L波段二次测风雷达和风廓线雷达测风的结果更为接近。
Abstract： The high-altitude wind business is one of the basic businesses of meteorological observation， whose data has been widely used in the research on weather forecast， climate，aerospace and other fields. The secondary L-band radar， GPS wind and wind profiler radar are the three most widely used methods in meteorological services. This paper briefly introduces the principle of the three wind methods， and the results of the observation data of the three wind methods are compared. The results show that errors in the horizontal direction under the three kinds of wind measurement are within 10 degrees， the horizontal wind speed error is less than 1m/s， which can meet the current business requirements， and especially the result measured by the secondary L-band radar and wind profile radar is more accurate.关键词：L波段二次测风雷达；GPS测风；风廓线雷达Key words： secongdary L-band radar；GPS wind measurment；wind profiler radar中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0209-030 引言风场在天气分析和预报中有十分重要的作用，它是天气预报中的重要参数，也是造成大气中的风、云、雨、露等天气现象的基本要素之一[1]。
风廓线雷达与探空仪测风对比分析
风廓线雷达与无线电探空仪测风对比摘要介绍了风廓线雷达测风与无线电探空仪测风的原理，分析了造成二者观测记录差异的主要原因，以期更好地了解和使用好风廓线雷达产品，提高短时临近和数字天气预报服务质量。
关键词风廓线雷达；无线电探空仪；测风；对比风廓线雷达是一种新型的测风装备，其是利用大气湍流对电磁波的散射作用对大气风场水平风廓线和垂直风廓线等物理量进行探测的遥感设备。
我国从20世纪80年代中期开始研制风廓线雷达，近年来风廓线雷达探测技术得到迅速发展，其技术水平有了本质的提高，并将陆续在全国布点，最终建立风廓线雷达观测网，可以弥补常规高空探测站网观测时次和空间上的不足，在中、小尺度灾害天气的监测和数字预报模式中发挥重要作用[1]。
无线电探空仪测风是常规的方法，现在数字天气预报所用的资料主要来自探空站网。
探空站的间距一般在100 km以上，各探空站每天几次定时释放探空气球（无线电探空仪）获取探空或测风（水平方向的风）资料。
现对风廓线雷达和无线电探空仪2种不同测风方法进行比较，以期为测风仪的选择提供参考。
1 风廓线雷达测风风廓线雷达是利用大气湍流对电磁波的散射作用进而探测大气风场等物理量的遥感设备，是一种脉冲多普勒雷达，探测对象主要是晴空大气，其回波被叫作晴空回波，所以有时也称为晴空雷达。
其作用原理是利用大气湍流对电磁波的散射作用，根据多普勒效应获取不同波束方向的径向速度。
在一定风场假设条件下，利用处在同一高度面上的几个点的径行速度计算水平风，垂直风可以由垂直波束直接探测得到[2]。
风廓线雷达是在确定的空间探测大气的流动情况，属于定点观测。
风廓线雷达可以提供水平风廓线、垂直风廓线。
测风是风廓线雷达的基本功能，该设备的命名也由此而来。
与其他常规测风方法相比，风廓线雷达的突出优势在于资料的时空分辨率和探测精度，能够提供时间和高度分辨率非常高的水平风廓线和垂直风廓线。
风廓线雷达的时间分辨率等于一个探测周期。
忽略波束转换的极短暂延迟，探测周期等于雷达波束数、脉冲重复频率、脉冲积累数、谱变换点数、谱平均次数的乘积，一般为2～6 min。
边界层风廓线雷达测风精度分析
边界层风廓线雷达测风精度分析吕博;纪凡华;孙青然;李楠;刘奇奇【摘要】利用CLC-11-D型边界层风廓线雷达的5波束观测数据,对比分析了晴空、稳定性降水和对流性降水等不同类型气象条件下边界层风廓线雷达测风的准确性,并对2016年3月1日—2017年2月28日共计7300时次的晴空观测资料进行了测风质量评估,得出结论如下:在晴空条件下大气均匀稳定,水平风速和风向测量精度要优于稳定性降水和对流性降水天气,降水出现前后环境大气扰动较大是导致稳定性降水和对流性降水天气下测风精度较差的原因;150 m以下近地层高度的测风质量较差,与地杂波干扰较强有关;夏季有效探测高度最高可达6300 m左右,春秋季有效探测高度比较接近,分别为2000 m和2500 m左右,冬季有效探测高度最低,仅为1100 m左右;4个季节测风质量评估达标高度分别为900、4000、2200 m和1100 m,大气环境的湿度条件和水平风速、风向标准差的波动是影响测风质量评估的重要因素.【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》【年(卷),期】2019(013)001【总页数】6页(P99-104)【关键词】风廓线雷达;精度分析;水平风【作者】吕博;纪凡华;孙青然;李楠;刘奇奇【作者单位】聊城市气象局,山东聊城 252000;聊城市气象局,山东聊城 252000;聊城市气象局,山东聊城 252000;聊城市气象局,山东聊城 252000;聊城市气象局,山东聊城 252000【正文语种】中文【中图分类】TN959.4风廓线雷达（Wind Profiler Radar）作为一种新型的测风雷达，能够提供高时空分辨率的大气水平风速、风向和垂直速度等风场信息，与常规的气球测风相比，风廓线雷达在探测精度、垂直空间分辨率和探测时间分辨率等方面有着巨大的优势。
目前风廓线雷达已在全球范围内广泛进入业务化应用阶段，我国也在进行风廓线雷达观测网的建设。
鲁西北地区首部边界层风廓线雷达（CLC-11-D）于2015年11月顺利通过验收，目前已进入业务试运行阶段。
气象学中的风力的测量和分析方法
气象学中的风力的测量和分析方法在气象学中，风力的测量和分析是非常重要的，因为风是大气运动的基本要素之一，对天气的形成与变化有着重要的影响。
为了准确地预测天气变化，科学家们提出了一系列的风力测量和分析方法。
本文将介绍一些常见的方法，以及它们的优缺点。
一、风速的测量方法1. 风力计测量法风力计是一种专门用于测量风速的仪器。
它通常包括一个风车，根据风车的旋转速度可以判断风的强弱。
这种方法测量简便，且精度相对较高，适用于风速较小的情况。
然而，当遇到风速较大的情况时，风力计的结构可能无法承受风力，从而导致测量结果不准确。
2. 流体动力学模拟法流体动力学模拟法通过建立数学模型，仿真风场的运动。
这种方法可以模拟不同地点、不同高度的风速分布情况，可以提供详细的风速数据。
然而，由于模拟过程复杂，需要大量的计算资源和较高的专业知识，所以在实际应用中较为局限。
二、风向的测量方法1. 风向标测量法风向标是一种常见的风向测量仪器，它通常由一个旗帜或者箭头构成，指示风的吹向。
这种方法操作简单，价格低廉，适用于简单的风向测量需求。
然而，风向标只能提供风的大致方向，无法提供具体的风向角度。
2. 疏散分析法疏散分析法通过观测某种气味物质在风中传播的方式，来推测风的方向。
这种方法在空气污染控制等领域得到广泛应用。
然而，它对特殊气味物质的要求较高，并且只能提供风的平均方向，不适用于瞬时风向的测量。
三、风力的分析方法1. 风速频率分析法风速频率分析法是通过统计不同风速区间内风向的出现次数，来推测风力的概率分布。
这种方法适用于对大量风速数据进行分析，并可以确定不同风力等级的出现频率。
然而，它只能提供风力的统计特征，无法直接反映具体的风力值。
2. 风场模式分析法风场模式分析法通过观测和分析某一特定时期内的风场分布情况，来推测风力的变化规律。
这种方法可以提供风场的时空分布特征，对于气象灾害的预测和防御具有重要意义。
然而，由于气象系统的复杂性，风场模式分析法需要大量的观测数据和精细的计算模型支持。
雷达测风仪调研报告
编号：雷达测风系统调研报告编制：XXX审核：XXX批准：XXX日期：XXX一、前言雷达测风仪作为一种新的风电场测风设备，主要分为用于偏航纠偏校正的水平式测风雷达（机舱雷达）和地面垂直式测风雷达，后者广泛应用与风电场资源测量、评估、微观选址设计的各个方面。
而垂直式测风雷达又可分为激光式测风雷达和声波式测风雷达两种，我事业部通过邀请国内主流厂商（代理商）进行咨询、技术交流等方式，完成了此次调研，针对不同雷达测风仪的性能优缺点、价格等进行了总结分析，形成调研报告。
二、测风雷达相对于传统测风塔的性能对比相比于传统测风设备，测风雷达的最大优点在于体积较小便于移动、测量范围更宽、精度更高以及良好的防冰冻能力，能够广泛应用于风电场资源评估的各个方面，虽然测风雷达相比于单塔来说成本较高，但是测风雷达胜在可以重复使用，尤其对于测风塔缺测数据补测、测风塔代表性不足区域风况复核、问题机位复核等风电场评估建设中的“疑难杂症”的处理有着传统测风塔无法替代的作用。
三、激光测风雷达定义及测风原理激光测风雷达Lidar（Light Detection and Ranging)是以激光器为光源向大气发射激光，接收大气的后向散射信号，通过分析发射激光的径向多普勒频移反演出风速的测风系统。
图1 某型号激光测风雷达外形图低空激光测风雷达采用相干探测原理，利用稳频激光作为照射光束，通过接收激光束对大气中随风飘移气溶胶的散射回波信号并与雷达本振光进行相干混频，并通过中频信号的数字鉴频技术来获得汽溶胶相对激光束的多普勒频移，结合大气风场的多波束测量，最终实现对大气风场信息的测量。
图2 激光雷达工作原理因为一般的自然界微粒(如空气的气溶胶)对流动都具有较好的跟随性。
所以对于风速的测量，实际上是对大气中气溶胶运动速度的测量。
一台激光测风雷达通常由激光器、入射光学单元、接受或者收集光学单元、多普勒信号处理器(探测器)、数据处理系统等组成。
其测速模式主要有三种：参考光模式、直。
三种测风方法的原理及其比对
三种测风方法的原理及其比对黄裕文【摘要】高空测风业务是气象观测的基础业务之一,其数据广泛应于天气预报、气候研究、航空航天器等领域.L波段二次测风雷达、GPS测风和风廓线雷达是目前气象业务中最为广泛使用的三种测风方法.本文扼要介绍了这三种测风方法的原理,并基于观测数据对三种测风方法的结果进行了比对.比对结果表明:三种测风方法测得的水平风向误差在10度以内,水平风速误差小于1m/s,都能满足目前的业务要求,其中L波段二次测风雷达和风廓线雷达测风的结果更为接近.%The high-altitude wind business is one of the basic businesses of meteorological observation, whose data has been widely used in the research on weather forecast, climate, aerospace and other fields. The secondary L-band radar, GPS wind and wind profiler radar are the three most widely used methods in meteorological services. This paper briefly introduces the principle of the three wind methods, and the results of the observation data of the three wind methods are compared. The results show that errors in the horizontal direction under the three kinds of wind measurement are within 10 degrees, the horizontal wind speed error is less than 1m/s, which can meet the current business requirements, and especially the result measured by the secondary L-band radar and wind profile radar is more accurate.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】3页(P209-211)【关键词】L波段二次测风雷达;GPS测风;风廓线雷达【作者】黄裕文【作者单位】中国民用航空飞行学院绵阳分院,绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TN95风场在天气分析和预报中有十分重要的作用，它是天气预报中的重要参数，也是造成大气中的风、云、雨、露等天气现象的基本要素之一[1]。
风速仪的分类
风速仪的分类
风速仪是一种用于测量风速的仪器，根据其工作原理和用途的不同，可以将其分为多个分类。
以下是对几种常见的风速仪进行介绍。
1. 旋翼式风速仪
旋翼式风速仪是一种常见且广泛应用的风速测量设备。
它通过测量风力对旋转部件产生的扭矩或转速来确定风速。
旋翼式风速仪通常由旋转部件、传感器和显示器组成。
旋转部件通常由多个叶片组成，当风吹过叶片时，它们会旋转。
传感器通过检测旋转部件的运动来确定风速，并将结果显示在显示器上。
2. 热线式风速仪
热线式风速仪是利用热线的冷却效应来测量风速的设备。
它使用一个或多个细丝作为传感器，当风吹过细丝时，细丝会因为风的冷却效应而变化温度。
通过测量细丝的温度变化，可以确定风速。
热线式风速仪通常具有高灵敏度和快速响应的特点，适用于对风速变化要求较高的场合。
3. 超声波风速仪
超声波风速仪是一种利用超声波的传播时间来测量风速的设备。
它通过发射超声波信号，并测量信号在空气中传播的时间来确定风速。
超声波风速仪通常具有高精度和长测量距离的特点，适用于室外环境中对风速进行长时间监测的场合。
4. 激光多普勒风速仪
激光多普勒风速仪是一种利用激光多普勒效应来测量风速的设备。
它通过发射激光束，并测量激光束在空气中散射的频率变化来确定风速。
激光多普勒风速仪通常具有高精度和远距离测量的特点，适用于对远距离风速进行监测的场合。
以上是对几种常见的风速仪进行的简要介绍。
不同类型的风速仪在测量原理、精度和适用范围上存在差异，选择适合的风速仪对于准确测量风速非常重要。
希望以上介绍对您有所帮助。
风向风速的测试方法
风向风速的测试方法1. 引言风向和风速是气象学中重要的观测参数，对于气象、航空、能源等领域具有重要的意义。
准确测量风向和风速对于天气预报、飞行安全、风能利用等方面都具有重要的作用。
本文将介绍风向和风速的测试方法，包括常用的仪器设备、测试原理、测试步骤和数据处理方法。
2. 风向测试方法2.1 传统风向标传统的风向标是一种常见的测量风向的工具，通常由一个带有指针的杆状物体和一个标有方向的圆盘组成。
风向标安装在一个固定的支架上，通过风的吹向来指示风的方向。
风向标的精度取决于其制作工艺和安装位置，通常可以达到几度的精度。
2.2 风向传感器风向传感器是一种电子设备，可以实时测量风的方向。
风向传感器通常采用磁敏元件或光敏元件来感知风向，通过与电路连接并输出电信号来表示风向。
风向传感器的精度可以达到几度甚至更高，具有较高的测量精度和稳定性。
2.3 雷达测风仪雷达测风仪是一种先进的风向测量设备，通过发射和接收雷达波来测量风向。
雷达测风仪可以实现对风向的连续监测和高精度的测量，适用于气象、航空等领域对风向要求较高的应用。
3. 风速测试方法3.1 翼型测风仪翼型测风仪是一种常用的测量风速的工具，它利用风的吹动产生的压力差来测量风速。
翼型测风仪通常由多个静压孔和一个压力传感器组成，通过测量静压差来计算风速。
翼型测风仪的测量精度和响应速度较高，适用于多种应用场景。
3.2 热线式风速传感器热线式风速传感器是一种基于热传导原理的风速测量设备，它通过加热丝和测温丝的温度差来计算风速。
热线式风速传感器具有响应速度快、精度高、体积小等优点，广泛应用于气象、环境监测等领域。
3.3 激光多普勒测风仪激光多普勒测风仪是一种高精度的风速测量设备，它利用激光束的多普勒效应来测量风速。
激光多普勒测风仪可以实现对风速的非接触式测量，具有高精度、高分辨率和高响应速度等优点，适用于航空、气象等领域。
4. 测试步骤4.1 风向测试步骤•安装风向测试设备，确保其固定稳定。
基于三种测波方法的实测数据对比分析
基于三种测波方法的实测数据对比分析周庆伟;封哲;汪小勇;蔡晓晴;齐占辉;白杨【摘要】近海海洋工程波浪观测中较为广泛使用的测波方法主要包括压力式测波、声学测波和重力式测波等.三种观测方法各有优势,需根据历史资料、地理环境和任务目的设计合理的观测形式,可以选择一种或多种形式组合的形式,以达到最佳的观测效果.使用GPS测波浮标、AWAC声学海流/波浪测量仪和TWR-2050压力式波潮仪的实测资料进行了对比分析,结果显示,测波浮标与AWAC所测数据相关性较一致;TWR压力波潮仪与AWAC测量的波高趋势基本一致,但周期短、波高小的海域和时间段测量准确度较差.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】5页(P45-49)【关键词】GPS测波浮标;压力测波;声学海流/波浪测量仪;波浪观测【作者】周庆伟;封哲;汪小勇;蔡晓晴;齐占辉;白杨【作者单位】国家海洋技术中心,天津300112;河北省环境监测中心站,河北石家庄050030;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112【正文语种】中文【中图分类】P714随着全球气候的变化、沿海城市的防灾减灾需求和海洋开发利用形势，海浪的监测自20世纪40年代起受到广泛重视，波高、波周期、波传播的方向等参数是海洋工程、海洋预报、防灾减灾和航海安全等领域重要的输入参数之一。
近海波浪观测一般主要针对风浪和涌浪，按照观测方法可以分为：人工观测法、仪器测量法和遥感反演法。
人工观测法可分为人工目测法和光学测波仪观测法；仪器测量法可分为测杆测波法、压力式测波法、声学式测波法、重力式测波法和激光式测波法；遥感反演法可分为雷达测波、卫星测波和摄影照相测波，或是分为X波段雷达测波、高频地波雷达测波、合成孔径（SAR）雷达测波、卫星高度计测波和摄影照相测波等[1]。
风量测试方案
风量测试方案随着科技的发展和人们对空气质量的需求增加，风量测试成为了评估和改善空气流动性的重要手段。
风量测试是通过测量风速和风向等参数来评估风的强弱和流动方向的过程。
本文将介绍一种常用的风量测试方案，从测量仪器选择、测试位置确定到数据处理等方面进行详细论述。
一、测量仪器选择在选择测量仪器时，要考虑测试的精度和实用性。
常见的风量测试仪器有风速计和风向仪。
风速计主要用来测量风速，可以通过杆式、手持式等不同型号进行选择。
而风向仪则用来测量风向，可以通过自转、半自转等不同的结构进行选择。
在选择仪器时，应根据实际需要来确定测试参数和使用环境，以选取最适合的仪器。
二、测试位置确定测试位置的选择直接影响到测试结果的准确性。
一般来说，风量测试应选择有一定代表性的位置进行。
例如，如果需要评估室内空间的通风情况，可以选择几个典型的位置分别进行测试，如房间的中央和角落等；如果需要评估室外风向的流动性，可以选择高楼屋顶或开阔场地进行测试。
在选择测试位置时，还要考虑各种干扰因素，如建筑物、树木和其他障碍物对风的遮挡作用等，以保证测试结果的准确性。
三、测试过程和参数测量在进行风量测试时，应按照一定的标准和流程进行。
首先，要确保仪器的准确性和稳定性，如使用校准好的仪器和保持仪器平稳等。
其次，要选择适当的时间段进行测试，以保证测试结果的可靠性。
在测试过程中，应遵循测量标准，如保持仪器垂直、指向风的方向等。
同时，还应将测量参数记录下来，如不同位置的风速和风向等，以便后续的数据处理和分析。
四、数据处理和分析测试完成后，需要对获取的数据进行处理和分析。
首先，可以将数据进行整理和筛选，去除异常或不合理的数据，以保证数据的准确性。
然后，可以通过绘制图表等方式将数据可视化，以便更直观地观察风的分布情况。
此外，还可以进行统计分析，如计算平均风速和风向的分布情况，以提供更全面的评估和参考。
五、测试结果的应用风量测试的结果可以应用于多个领域。
例如，可以在建筑设计阶段利用风量测试数据评估建筑的通风性能，以提高舒适度和减少能耗。
不同测量设备的对标方法
不同测量设备的对标方法在进行各种测量工作时，为了保证测量结果的准确性和可比性，我们通常需要对测量设备进行对标。
对标是指通过一系列的标准参照物和方法，来验证和调整测量设备的准确性和精度。
本文将详细介绍常用的不同测量设备的对标方法。
一、尺子和卷尺的对标方法：1. 线性度对标：将尺子或卷尺与已知准确的标尺进行比较，对比其线性度差异。
可以通过测量标定板上的直线或长度标准物体上的间距来进行验证。
若存在偏差，则需要进行调整或更换。
2. 零点校准：当尺子或卷尺的零点存在偏移时，需要进行零点校准。
可以通过与已知长度物体进行对比来确定偏移值，并调整零点位置。
3. 弹簧拉力校准：对于带有弹簧的测量设备，如卷尺，需要进行弹簧拉力校准。
可以通过与标准拉力测量设备进行对比测试来验证其拉力准确性，并进行调整。
二、温度计的对标方法：1. 热物理性质校准：将温度计与已知精度的温度测量设备进行对比，如标准温度计、热电偶等。
可以通过将温度计置于恒定温度环境下进行对比测试，验证其温度测量准确性。
2. 校准曲线绘制：通过选择多个已知温度点进行测试，并将得到的测量值与标准值进行对比。
计算温度计的偏差和误差，并绘制校准曲线。
在测量时，可以根据校准曲线进行修正。
3. 反差测量：将温度计置于两个已知温度相差较大的环境中，如油浴和冰水混合物。
通过测量差异值，来验证温度计的准确性和响应速度。
三、衡器的对标方法：1. 精度检验：将待测衡器置于标准质量物品上，并比较两者的示值。
可以通过多次测量和对比，计算出衡器的平均误差和稳定性，并进行调整。
2. 线性度校准：在不同负荷范围下对衡器进行校准。
通过对比悬挂不同质量物品时的示值，来验证衡器的线性度和响应性。
3. 其它对标方法：根据具体衡器的型号和要求，还可以进行温度校准、湿度校准、电源校准等，以保证衡器在各种环境条件下的准确性和稳定性。
对标是确保测量设备准确性和可比性的重要手段。
不同类型的测量设备需要采用不同的对标方法。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理1、热式风速仪将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。
其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。
它有两种工作模式：①恒流式。
通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。
①恒温式。
热线的温度保持不变，如保持150①，根据所需施加的电流可度量流速。
恒温式比恒流式应用更广泛。
热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。
若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金属膜代替金属丝，即为热膜风速仪，功能与热丝相似，但多用于测量液体流速。
热线除普通的单线式外，还可以是组合的双线式或三线式，用以测量各个方向的速度分量。
从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能，如同时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。
热线风速仪[1]与皮托管相比，具有探头体积小，对流场干扰小；响应快，能测量非定常流速；能测量很低速（如低达0.3米／秒)等优点。
当在湍流中使用热敏式探头时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。
在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。
以上现象可以在管道测量过程中观察到。
根据管理管道紊流的不同设计，甚至在低速时也会出现。
因此，风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。
直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。
流体截面不得有任何遮挡（棱角，重悬，物等）。
2、叶轮风速仪风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理风速测量仪是一种用于测量空气中风速的设备。
它通常由传感器、电子显示屏和数据处理单元组成，用于对风速进行实时监测和记录。
以下将介绍三种常见的风速测量仪及其工作原理。
1.热线式风速测量仪热线式风速测量仪（也称为热线气流计）是一种基于热传感器的风速测量装置。
它利用微型热敏电阻（Hot-wires）的电阻值随温度的变化而变化的特性，通过测量电阻值的变化来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，将微型热敏电阻暴露在空气中，当空气流动时，空气带走了微型热敏电阻周围的热量，导致热敏电阻的温度下降。
然后，测量电阻值的变化，并将其转换为对应的温度差。
最后，利用热流量和风速之间的线性关系，通过计算风速与温度差之间的比例关系来确定实际的风速。
热线式风速测量仪的优点是精度高、响应速度快，适用于较高风速范围的测量。
然而，它对周围环境的温度和湿度变化较为敏感，需要进行温度和湿度的补偿，以确保测量精确性。
2.风车式风速测量仪风车式风速测量仪是一种传统的风速测量仪，通过转动风车上的叶片来判断风速大小。
具体的工作原理如下：首先，风车利用风的力量使得叶片转动。
然后，测量风车上的叶片转速，并通过转速与风速之间的已知关系，计算实际的风速。
风车式风速测量仪的优点是结构简单、操作方便，适用于较低的风速范围的测量。
然而，它受到风向的影响较大，且在较高风速下可能受到阻力较大而影响测量精度。
3.超声波式风速测量仪超声波式风速测量仪利用超声波的测量原理来测量风速。
它发射超声波信号，并测量信号从发射到接收的时间差来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，设备发射超声波信号，经过空气传播到达接收器。
然后，测量信号从发射到接收的时间差，并利用时间差与声速之间的关系，计算实际的风速。
超声波式风速测量仪的优点是能够快速测量风速，且不受风向的影响。
它适用于各种风速范围的测量，并且具有较高的测量精度。
然而，它对空气湿度和温度变化较为敏感，需要进行湿度和温度的补偿。
不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度分析
不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度分析随着时代的发展和科技的不断进步，通过相关的技术手段能够测算出不同季节天气条件下的相关数据资料。
而本文就将针对不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度进行详细的分析与讨论，通过一定的探测和资料对比，能够有效测算出晴空和不同降水条件下风廓线雷达所探测的精度以及高度随机变化的状况。
通过不同季节天气条件的应用和数据探测，将风廓线雷达探测风精度的准确性进行逐步的分析，对于测算较低的环境和条件进行详细的算法改进，有效提升测算数据质量，提高探测的性能标准。
标签：气象观测;风廓线雷达系统;精度分析引言在不同的天气条件下，通过风廓线雷达能够提供以风为主要数据的高时间分辨率扩线数据，并且这种风廓线雷达能够全天不间断的进行工作运转。
风廓线雷达系统能够提高时空密度以及风场观测资料的准确性，在现如今的气象部门被广泛的应用。
与此同时，风廓线雷达系统能够加强对于灾害性天气的预警，能够在第一时间有效的测算出一些恶劣影响的天气，尤其是面向一些具有高度灾害性的天气预测有着重要的探测作用。
1 不同季节天气条件下风廓线雷达测风的影响利用风廓线雷达系统的观测数据资料，一水平风速的差异作为计算的主体，利用风廓线雷达系统。
和探测空气球将携带的GTS1型探空仪进行细致的数据对比与分析。
通过不同的季节和天气条件下所产生的水平风速差异做出详细的计算和分析。
而处于不同季节和天气条件的影响，风廓线雷达系统所测出的水平风速差异也大有不同，以夏季和冬季为主要测算的两个季节，通过在晴空，夏季降水条，冬季寒冷空气进行风廓线雷达系统的水平探测和数据情况分析。
我们在数据探测和对比的过程当中，利用风廓线雷达系统的5波束进行观测顺应着东南西北四个方向，以一个垂直指向天顶的波束为中心，其他四个方向以相同的角度进行倾斜。
在所有垂直速度处于一种水平均匀的状态下，采用垂直波束能够测算出径向速度垂风以及降水条件下关于风的精度，以此类推，即可测算出水平方的分量。
风速风向仪的种类工作原理及优缺点介绍
风速风向仪的种类工作原理及优缺点介绍风速风向仪是用于测量大气中风的风速和风向的一种仪器。
根据原理的不同，风速风向仪可以分为多种种类，包括机械式风速风向仪、超声波风速风向仪、激光多普勒风速风向仪和数字风速风向仪等。
下面将依次介绍每种风速风向仪的工作原理、特点和应用。
1.机械式风速风向仪机械式风速风向仪主要依靠机械结构测量风速和风向。
其主要原理是利用风的力量使风杯旋转，通过测量旋转的速度来计算风速，并结合风向标来测量风向。
机械式风速风向仪具有结构简单、成本低廉和可靠性高的特点，适用于户外环境和常规气象观测。
然而，机械式风速风向仪也存在一些缺点。
首先，由于机械结构的存在，容易受到磨损和震动的影响，可能影响测量准确性。
其次，机械式风速风向仪对环境湿度和温度的变化也较为敏感，需要校准和维护。
2.超声波风速风向仪超声波风速风向仪是利用超声波技术进行风速和风向测量的一种仪器。
其工作原理基于声波的传播速度与风速的关系，通过发射和接收超声波信号来测量风速和风向。
超声波风速风向仪具有非接触式测量、高精度和无需维护的特点，适用于复杂环境和长期监测。
然而，超声波风速风向仪也存在一些限制。
首先，超声波会受到气象条件的影响，如雨、雪和雾等，可能导致测量误差。
其次，超声波风速风向仪对环境湿度和温度的变化也较为敏感，需要进行修正和校准。
3.激光多普勒风速风向仪激光多普勒风速风向仪是利用激光多普勒效应进行风速和风向测量的一种仪器。
其工作原理是通过激光束对空气中的颗粒进行扫描，并通过测量激光的频率变化来计算风速和风向。
激光多普勒风速风向仪具有高分辨率、高精度和高灵敏度的特点，适用于高精度气象观测和科研领域。
然而，激光多普勒风速风向仪也存在一些限制。
首先，激光多普勒风速风向仪的测量范围和视距有一定的限制，不适用于远距离和复杂环境。
其次，激光多普勒风速风向仪相对复杂，需要高技术要求和较高的维护成本。
4.数字风速风向仪数字风速风向仪是基于数字信号处理技术进行风速和风向测量的一种仪器。
北京城市复杂下垫面条件下三种边界层测风资料对比
北京城市复杂下垫面条件下三种边界层测风资料对比朱苹;王成刚;严家德;李炬【摘要】利用2016年8月28日至9月2日北京市朝阳区气象观测站激光测风雷达、风廓线雷达和GPS探空仪同步观测数据,对比分析三种测风仪在城市复杂下垫面条件下边界层不同高度处的测风性能.结果表明:(1)激光测风雷达与GPS探空仪测风结果具有较好一致性,风速、风向的相关系数分别为0.66～0.96、0.71～0.98,其中风速平均绝对误差小于2 m·s-1,风向误差在20°之内.(2)风廓线雷达资料的精度相对较差,与GPS探空仪的风速、风向相关系数分别为0.66～0.91、0.55～0.86,误差随高度呈现先减后增的垂直分布特征.其中,400～1000 m高度范围两种资料的吻合度最高,相关系数在0.80以上,为仪器最佳测量范围;此外,风廓线雷达的风速整体高于GPS探空仪,两者最大偏差可达4 m·s-1左右,风向平均误差最大可达30°.(3)GPS探空仪的工作方式及测量结果也存在不足,一是观测频次较低,难以详细、精准地描述边界层风场结构的变化过程;二是当存在垂直风切变时,探测初期具有明显滞后性,由当前状态转变为真实的风场示踪物需要一定时间.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】8页(P794-801)【关键词】北京城市;复杂下垫面;边界层测风;资料对比【作者】朱苹;王成刚;严家德;李炬【作者单位】南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京 210044;南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京 210044;南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京210044;中国气象局北京城市气象研究所,北京 100089【正文语种】中文【中图分类】P412.16引言城市边界层风场研究是城市气候学一个重要分支。
城市下垫面独有的动力、热力特征，使其上空的风场特性与乡村大为不同。
OKE等[1]提出，城市边界层在垂直方向上可分为城市冠层、粗糙子层和惯性子层3层。
井下测风制度
井下测风制度井下测风制度是矿井安全生产中的重要一环，主要用于监测井下的风速与风向，保障井下作业人员的生命安全。
本文将从井下测风制度的重要性、井下测风的方法、井下测风设备的种类及使用注意事项等几个方面进行介绍和阐述。
一、井下测风制度的重要性井下作业环境是非常恶劣的，常年处于地下深处，空气流通不畅，易导致空气污浊，再加之井下存在着高浓度的有毒气体，容易对作业人员造成严重的危害。
井下测风制度的建立，可以及时掌握井下风向与风速的状况，为井下作业员的生命安全提供有力保障。
二、井下测风的方法1.直接观测法：即在井下安装定点测量仪器来进行测量。
这种方法测量精度高、数据完备，但需要人员在井下频繁检查，往往存在人员危险，且工期较长。
2.移动观测法：即利用一些具备灵活机动性的设备，如风扇等，对井下进行移动观测，测量数据及时、准确，但在操作过程中对操作人员的要求较高。
三、井下测风设备的种类1.定点测风仪：主要用于对井下风向的测量，精度高、数据稳定，但需要在井下固定安装，需进行定期维护和检查。
2.风扇测风仪：是一种灵活便捷的自动测风仪器，可以对井下风速和风向进行测量，适用于实时监测，数据的反应较为迅速，但精度相对直接观测法较低。
3.风量计：主要用于测量井下风速和风量，适合于大型井下工作地点，精度高、测得数据准确，但操作较为繁琐，需要专业人员进行操作。
四、注意事项1.在井下测风前，要进行空气检测，确保监测环境无任何有害物质，保证数据的安全性与可靠性。
2.在操作井下测风仪器时，应遵循操作规程和安全程序，注意仪器的维护、保养与检查，确保其性能始终保持在正确的水平。
3.在井下测风过程中，要注意相关仪器和设备的加工和校准，尽可能地减少人为误差的干扰，以确保数据的准确性和可靠性。
总之，井下测风制度的建立和应用对于保障矿工的生命安全是非常必要的，同时井下测风仪器和设备的种类和应用方法也越来越多样化，只有我们在相关操作和运用上始终保持着谨慎和严谨的态度，才能够为矿井的安全生产做出更大的贡献。
针对风场测风仪器的设计分析
输 出 ０ ５Ｖ脉冲电压信 号 ， 一＋ 根据风速与转 速近 似计算公 式 ：
２ 一Ｂ ２ Ｎｕ ｏ Ⅳ“ ， （ ｚ） ＾、
图 ５ Ｆ Ｖ 转 换 电 路 ／
需 要注意 以下 ２点 ： （ ） 电路 用 ＋１ １该 ５ Ｖ电 源供 电 ， 性度 很好 ， 电路板 空 线 若 （ ） 入信 号为 ＋ ． ２输 ０ ２—５Ｖ的脉冲 ， １一 作为比较端不 Ｉ Ｎ 脚
（） ２ 采用 ８位增量式光 电编码器 ， 提高风速 测量精度 ， 加入
２Ⅳ
文 中使用 的风杯风速计得 到的试验计算公式为
１１（ 一 ．２ ．５ ／ ０３ ）＝ｎ ｔ ． （） ３
Ａ Ｄ转换 ， ／ 提高信号 质量 ；
由式 （ ） 知 ， ３可 当启 动风 速 为 ０ ３ ／ ， 大 测量 风 速 为 ．２ ｍ ｓ最
＋２ ４Ｖ稳定直流 电源经过保护 和防雷 处理接入加热 电路 ， 当外部温度低于 测温器 设定 值 ， 打开 电源给 加热 电路供 热 ， 使
仪器温度保持在正常工作 范围之 内。
加热 电路选取 的加热芯 片为 达林 顿管 ， 功率 大 、 热迅 其 加
速， 利用外壳铝合金 良热导性 的特点 ， 使整个仪 器升 温 ， 决仪 解
馈 电路 ， 控制加热 温度 上限 ， 在达 林顿 管两端 放 置瞬态 抑制 二 极管， 防止过流浪涌 以及静 电对 电路 的损 坏。
如图２所示， 外部温度过低 时， 制器接通 电源 ， 控 加热模块 开 始工作 ， 运放正相端电阻为负温度系数热敏电阻 Ｒ 随着温度逐 步上升 ， 的阻值下降， 辟， 运放输出端电流上升 ， 三极管基极 电流上 升， 带动三极管集 电极电流上升 ， 得达林顿管基极 电流随之下 使 降， 降低达林顿管的耗散功率 ， 加热效果逐渐变为保温效果 。
海上风电测风方式比较及数据浅析
海上风电测风方式比较及数据浅析摘要：海上风电测风方式主要包括现场测风、地面测风和树脂封场计算三种方式。
其中现场测风方式是在海上风电项目中主要使用的方式。
由于其在海上风速小于或等于4 m/s的风速下即可实现对海上风电机组风速预测，所以在国内得到了广泛应用。
关键词：海上风电；测风方式；数据分析引言随着海上风电的快速发展，在国内风电场建设中海上风电已成为当前的主要发电方式之一。
但在实际运行过程中难免会出现测风方式单一等问题，本文主要介绍两种测风方式的优劣对比分析和海上风电测风方式对比。
一、测风原理海上风电的测风原理主要有风力传感器和地面观测两种方式，其中风场雷达传感器主要用于测量风轮周围的风速。
首先当海上风电机组安装于海上时，风传感器会与风机相连接，当风传感器发出的风信号时，通过对风传感器与测站之间传递的信号进行分析以及数值计算得到海上风电机组风向数据。
风场雷达传感器主要是测量风速与风向相关信号，通过将风向与风速传感器相连接可得到机组所在位置和风向方向的风动力数据。
由于海上风速变化不稳定、风浪相对较大，此时传感器工作时产生的压力波会造成测量数据无法通过测量风传感器获得真实风速数据；而地面观测由于受风环境差异影响会产生一定误差，此时需要通过地面测量数据进行分析验证，从而得到较为准确且稳定的风速监测数据和评估风对环境影响程度。
在实际工程中一般采用该技术的有风速测量仪、智能风洞等设备。
二、测量风速测风仪与风速测量仪通常由传感器、风速仪、信号处理装置和测量仪表组成，其中传感器分为电压和电流两种类型。
电压采用电阻法，通过使用直流电压传感器可以通过改变传感器输出电压调节对风感应电流的大小来计算出风中所产生的风力。
因此在风场雷达传感器使用电流信号测量。
对于风速测量，主要考虑以下几个方面：其一是根据不同环境风速进行合理设置以及选择测量风量，以保证风信号正确采集，稳定及时；其二是通过测量传感器获取实时风量信息，根据数据处理得到有效风向值来控制风机；其三是通过计算得到机组所在位置和风向方向，其能够较准确了解风环境状况。
Windcube激光雷达与测风塔测风结果对比
气
象
科
技
Ｖｏ１ ． ４ １． Ｎｏ ．１
Ｆｅ ｂ． ２０ １ ３
Ｍ ＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩ ＣＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯＬｏＧＹ
Ｗｉ ｎ ｄ ｃ ｕ ｂ ｅ 激 光 雷 达 与测 风 塔测 风 结 果对 比
王乔 乔 张秀芝 王 尚 昆。
～
雷达 测 风 系统进 行 测 风之 前 ， 需要 进 行 雷达 与 传统 的杯 型测风 仪对 比分 析 ， 以 确定 其 在 这一 地 区
的实用 性 和可 靠性 。Ｇａ ｒ ｒ ａ ｄ Ｈａ ｓ ｓ ａ ｎ Ａ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ使 用
Ｗｉ ｎ ｄ ｃ ｕ ｂ ｅ 分别 与美 国 １ ０ ０ ｒ ｎ测 风 塔 ２ ５天 观 测 数 据 和法国 ８ ０ Ｉ Ｔ Ｉ 测 风塔 ３ １天 观 测 数 据 进 行 了 对 比 分
Ｇ Ｐ Ｓ坐标
式中 为 １ ０ ａｉ ｒ ｎ平 均 风 速 （ ｍ／ ｓ ） ， Ｓ 为 １ ０ ｍｉ ｎ内
瞬 时 风 速 相 对 平 均 风 速 的 标 准 差 ］ 。 （ ４ ） 风 切 变 指 数 。 风 切 变 指 数 表 征 风 速 随 高 度
表 ２ 测 风 塔 测 量 高 度 及 仪 器
（ ２ ０ １ ０ ＤＦ Ｂ ５ ３ ８ ９ ０ ） 资助
作 者 简介 ： 王乔乔 ， 女， １ ９ ８ ７年生 ， 硕士研究生 ， 主要 从 事 海 气 相 互 作 用研 究 ， Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｗｑ ｑ ９ ２ ９ ９ ２ ９ ＠ｆ ｏ ｘ ｍａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｎ ｒ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ １年 ９月 ２ ２日； 定 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ 年 ２ 月 ７日
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三种测风设备测量精度的对比分析时间：2009-04-23 15:04:45 来源：仪器仪表学报作者：1 引言在众多大气因子中, 风场资料是分析天气演变最直观和最有价值的资料之一。
根据风场的演变,可以了解中小尺度等强对流天气发生发展的某些重要物理过程。
因此目前对大气风场的研究受到越来越多的关注。
随着大气探测技术的发展，国内外用于探测大气风场的设备也随之增加。
目前国内用于探测高空大气风场的仪器主要有无线电探空仪、风能梯度塔、新一代多普勒天气雷达、风廓线雷达以及微型探空飞机等。
由于各种探测设备的工作原理、风场反演方法都存在差异，因此测得的大气风场的精度必然存在差异。
而高精度的大气风场资料将对提高短时临近预报的准确度起到非常重要的作用.因此，我们对各种测风资料的测量精度进行比较，了解产生误差与不确定因素的某些原因,以便充分发挥风廓线产品在短时天气预报和强对流天气临近预警预报中的作用.另外，根据中国气象局未来规划，一个计划由400座70—120米测风观测塔组成的风能资源专业观测网正在兴建，风廓线雷达网络也计划在国内组建，飞机探测风场也成为一个发展趋势。
这些探测设备的建成可以真正弥补我国常规高空探测站网空间密度和时间密度的不足。
同时，这些探测设备的探测精度如何也成为大家极为关注的问题，因此中国气象局气象探测中心组织本次试验，对三种探测仪器测量精度的对比分析，不仅可以作为科学研究的依据，而且为雷达布网等工作提供理论支持。
2 各种探测仪器的原理2.1 风廓线雷达及其风场反演方法风廓线雷达又称风廓线仪，顾名思义风廓线雷达提供的是风的廓线。
在大气中随时存在着各种尺度的湍流，它们引起的折射指数的不均匀变化，对无线电波会产生散射作用。
湍流存在于气流之中并随之移动，因此可以将湍流作为风的示踪物。
风廓线雷达就是以晴空湍流作为探测目标，利用大气湍流对雷达电磁波的散射作用，探测大气风场。
由于风是一个矢量，要求雷达的天线具有三个或五个正交波束，通过测定每个波束方向风速引起的多普勒频移，在一定的假设条件下（湍流均匀、各向同性的假设下）就可计算出回波信号所在高度上的水平风向、风速和垂直气流速度。
在一次测量中，风廓线雷达可以得到同一时刻不同高度层的水平风速风向廓线和垂直气流廓线。
基于风廓线雷达探测资料的风场反演方法常用速度-方位显示方法（Velocity Azimuth Display），称作VAD方法。
2.2 微型探空飞机及其风场反演方法微型探空飞机是一种专门用于大气探测实验的气象飞机。
它具有自动导航、自动驾驶功能.它采用GPS导航，在自动控制系统控制下完成预定航线的飞行，并实时地将飞机的轨迹和其他资料传送到地面，地面接收系统的微机显示飞机的经纬度和高度等数据。
微型探空飞机的风场反演方法有水平空速归零测风方法和解析测风方法.本文采用水平空速归零测风方法。
水平空速归零测风方法就是利用微型无人驾驶飞机可以在很小的半径范围盘旋飞行的特点，使飞机在水平面上盘旋飞行，盘旋飞行一圈，相对空气而言，飞机回到了同一点，水平空速矢量之和为零，平均水平风速等于飞机平均水平地速。
飞机在空中飞行时，相对地面的运动称为地速，相对空气的运动称为空速。
空速(Vg)、地速(Va)和风速(V)的关系为:由此可以看出这种方式得出的风速与日常业务测风的物理意义完全一致。
3 风廓线测量比较试验及资料对比分析为了对风廓线雷达、风能梯度塔、微型探空飞机的测量精度进行比较分析，2008年9月24日中国气象局气象探测中心组织相关人员在内蒙古锡林浩特国家气候观象台进行对比试验。
本次试验的探测设备分别采用北京爱尔达电子设备有限公司的工作频率为1290M移动风廓线雷达（Airda3000型）、气候观象台的100m风能梯度塔以及由江西省气象科学研究所研制的微型探空飞机。
据天气预报介绍，试验当天锡林浩特国家气候观象台的天气情况为“晴，西南风4-5级，温度4-12°C”,天气系统相对稳定，非常满足试验所需要的气象条件。
为尽量满足探测区域天气系统稳定的试验条件，试验进行时，三种探测设备的位置分布相对较近。
风廓线雷达位于116°19′49.7″E，44°08′2.4″N，海拔高度为1107m，探测高度为50m-3400m；风能梯度塔位于116°18′44.9″E，44°08′32.4″N，海拔高度为1160m，探测高度为2m-100m；微型无人驾驶飞机指挥点位于116°19′54.8″E，44°07′42.1″N，探测高度人为控制。
3.1 风能梯度塔与风廓线雷达低层测风资料对比根据探测设备的海拔高度和其探测高度，风能梯度塔可以分别得到海拔1162m的分钟平均风速、海拔1164m、1170m、1180m、1190m、1210m、1230m、1260m的分钟平均风速及分钟平均风向；而风廓线雷达低层高度分辨率为50m，因此仅能得到海拔1157m、1207m、1257m分钟风速、风向。
本文首先对风能梯度塔1162m分钟平均风速与风廓线雷达1157m分钟风速进行比较，共选取相应时间的探测资料326组，风速差值由风能梯度塔测得的风速值减去风廓线雷达测得的风速值得到，具体比较结果如图1所示：图1 风能梯度塔1162m分钟平均风速与风廓线雷达1157m分钟风速差的分布图从图1可以看出，两者的风速差分布相对比较均匀，风能梯度塔测得的风速值比风廓线雷达测得的风速值要偏大一些。
经计算，风能梯度塔的平均风速为8.2m/s，而风廓线雷达的平均风速为7m/s，两者的风速平均差为0.37m/s，标准差为1m/s（见表一）。
另外，本文分别对风能梯度塔1210m分钟平均风速、风向与风廓线雷达1207m分钟风速、风向以及风能梯度塔1260m分钟平均风速、风向与风廓线雷达1257m分钟风速、风向进行比较，分别选取相应时间的探测资料193组、165组、138组、146组。
图2、4的风速差是用风能梯度塔测得的风速值减去风廓线雷达测得的风速值得到的，而图3、5测得的风向差则是由风廓线雷达测得的风向值减去风能梯度塔测得的风向值，具体比较结果如图2、3、4、5示。
图2、4显示，风能梯度塔1210m、1260m平均风速与风廓线雷达1207m、1257m 分钟风速的偏差分布相对比较均匀，风能梯度塔测得的风速值比风廓线雷达测得的风速值明显偏大。
经计算，两者的风速平均差分别为1.85m/s、1.76m/s；标准差分别为0.82m/s、0.83m/s。
而从图3、5风向的对比来看，风向偏差的总体走势趋于一致，且图5前半段显示，两种测量手段的风向相差无几，而后半段两者的风向有了较大的变化，风向差也有所增大。
经计算，两者的风向平均差在1210m左右时为11°，1260m左右时为6.6°；相应的标准差分别为12.7°、11.1°（见表1）。
图2、3 风能梯度塔1210m平均风速、风向与风廓线雷达1207m分钟风速、风向的偏差分布图图4、5 风能梯度塔1260m平均风速、风向与风廓线雷达1257m分钟风速、风向的偏差分布图3.2 风能梯度塔、风廓线雷达、微型探空飞机三种探测设备的测风资料对比本节采用9月24日下午13：30-15：00飞机试验过程中得到的微型探空飞机数据，并选取相应时间相同高度层的风廓线雷达数据及风能梯度塔数据进行比较。
得到的三种探测设备的风速、风向对比结果如图6、图7所示。
本次比较共选取微型探空飞机、风廓线雷达资料各30组，而风能梯度塔由于受到高度限制，进入比较的数据只有9组。
计算可得，探空飞机与风能梯度塔测得的风速非常相近，两者平均差仅为0.9m/s.而与风廓线雷达测得的风速相差偏大，平均差达3.4m/s。
由图7并结合计算数据可知，微型探空飞机测得的风向与风廓线雷达测得的风向非常吻合，两者平均差仅为0.47°.而微型无人驾驶探空飞机与风能梯度塔的风向平均差为7.1°.图6 相同时间相同高度层三种探测设备测得的风速资料的对比图7 相同时间相同高度层三种探测设备测得的风向资料的对比3.3 结果分析本文共采用两种方式对三种探测设备的获得的测风资料进行对比分析，分析结果表明风廓线雷达最低层与风能梯度塔最低层数据比较风速差别较小，仅为0.37m/s。
而风廓线雷达第二层、第三层数据与风能梯度塔相应层数据比较差别稍微偏大一些.另外，如图6所示，1200m—1400m之间三种探测设备的探测数据比较结果表明微型探空飞机测得的风速与风能梯度塔测得的风速差别甚微，而与风廓线雷达测得的风速差别较大，平均差为3.4m/s,主要原因是进入比较的风能梯度塔数据偏少，另外，两者的测风原理与风场反演方法差异太大也是造成这一结果的一个重要原因。
图7的风向比较显示微型探空飞机与风廓线雷达、风能梯度塔测得的风向均有较好的一致性。
综合上述比较结果，引起对比出现差异的主要因素有：（1）观测方法的差异，即各种探测设备的探测原理各不相同，探测的目标也存在一定的差异，探测数据必然存在误差；（2）数据处理方法的差异，即各种风场反演的方法存在很大不同。
风廓线雷达测风是对其上空一定高度层及探测范围内风的平均值；而风能梯度塔是对特定位置的风的测量，是对分钟风的一个平均；飞机测量的是飞行周期内飞机经过轨迹点的风的平均；（3）有效数据的数量与质量，本文选取的数据均是经过剔除最大误差后的数据，因此数据质量可以得到保证，但由于受到条件限制，能同时用于三种探测设备比较的数据量偏少，这也在一定程度上影响了比较结果的准确性；（4）资料的同时性和同地性，资料的同时性和同地性越好，得到的对比结果越具有参考价值，由于本次试验过程中天气系统相对稳定，探测设备间距很近，且各探测设备的时间分辨率均不大，因此本次实验条件基本满足同时性和同地性原则。
4 结论通过对本次实验获取数据的比较分析，我们可以得出以下结论：（1）风能梯度塔与其它两种探测设备相比，它的优点是测量数据稳定可靠、耗资低，缺点是探测高度低，范围小。
（2）与其它两种探测设备相比，风廓线雷达探测不仅具有实时性的特点，而且探测高度高，范围大，因此风廓线雷达的使用和布网可以改善我国探空资料站点不足的缺点，并且可以获得实时风数据，为天气预报提供更及时，更有价值的参考依据。
从比较分析可知，风廓线雷达得到的数据较其它两种探测设备明显偏小，主要因为风廓线雷达得到的是一定范围内风的平均值。
（3）微型探空飞机探测资料与其它两种探测设备相比，其最大的优点是可人为控制飞机航线，探测方式灵活。
从比较分析可知，微型探空飞机的探测数据与风能梯度塔的观测数据相差不大，在误差允许范围之内。
所以，微型探空飞机有较大的应用空间，不仅可以用于对人烟稀少的偏远地区进行高空探测，而且可以用于特殊气象条件或突发气象事件的高空探测等工作。