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Detección Mejorada de Campos de Viento Utilizando un Algoritmo de Recuperación de Picos de Reducción de Ruido Adaptativa (ANRPR) para Lidar Doppler Coherente

Autores: Li, Qingsong; Zhang, Xiaojie; Feng, Zhihao; Chen, Jiahong; Zhou, Xue; Luo, Jiankang; Sun, Jingqi; Zhao, Yuefeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Detección Mejorada de Campos de Viento Utilizando un Algoritmo de Recuperación de Picos de Reducción de Ruido Adaptativa (ANRPR) para Lidar Doppler Coherente


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Campos de viento
Lidar Doppler coherente
Recuperación de picos adaptativa de reducción de ruido
Datos del espectro de potencia
Campo de viento atmosférico en 3D
Distancia de detección

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los campos de viento proporcionan energía directa para el intercambio de energía y materia en la atmósfera. El lidar Doppler coherente de fibra óptica es una herramienta poderosa para detectar campos de viento en la capa límite. Según las características de la señal de eco del lidar, se propone en este estudio un algoritmo de recuperación de picos de reducción de ruido adaptativa (ANRPR). En primer lugar, los datos del espectro de potencia se dividen en varias puertas de rango continuas según la serie temporal. Luego, se utiliza el método de mínimos cuadrados penalizados reponderados iterativos adaptativos (airPLS) para reducir el ruido de fondo. En segundo lugar, se mejora la continuidad entre los espectros mediante un filtrado de paso bajo gaussiano 2D. Finalmente, se emplea un algoritmo adaptativo de recuperación de picos para extraer el desplazamiento Doppler, facilitando la síntesis de un campo de viento atmosférico 3D espacial a través del método de síntesis vectorial. Al comparar datos de diferentes alturas de la torre de gradiente meteorológico, tanto la correlación de velocidad del viento horizontal como la correlación de dirección del viento horizontal superan 0.90. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo propuesto tiene mejor robustez y una mayor distancia de detección que el algoritmo tradicional.

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