α和高斯混合噪声背景下超声波风矢量测量

作者：石屹然; 齐金伟; 曲思凝; 赵洋^*

来源：光学精密工程, 2021, 29(11): 2734-2743.

• 信号处理
• 分数低阶矩
• α稳定分布噪声
• 相位估计
• 超声波风矢量测量

针对α与高斯混合噪声下的超声波风矢量高精度、宽范围测量问题,本文提出了一种基于FLOM的双相测量方法。首先,利用FLOM算子对α与高斯混合噪声进行抑制,克服了传统的二阶矩以及高阶累计量无法在α和高斯混合噪声背景下使用的缺点。然后,将时延估计方法转化为相位估计方法,并利用参考信号的正交性,提出了一种基于FLOM的双相测量方法,消除了超声波传播过程中的幅值变化对测量精度的影响。仿真结果表明:在风速为0～70 m/s条件下,所提方法的测量精度与测量范围均高于时延估计方法;在信噪比为-10 dB的条件下,风速的均方根误差仍小于1.5 m/s,风向角的均方根误差小于2°。实测结果表明:在强风条件下,风速的均方根误差为0.104 m/s,风向角的均方根误差为0.54°。本文所提方法能在α与高斯混合噪声条件下对风矢量进行精确估计,其结果明显优于时延估计方法。

• 单位
  吉林大学