другим дистанционным методам (хотя возможности лазерных методов не
перекрывают напрямую возможностей, например, радиолокационных мето-
дов).
Скорость ветра может быть измерена лазерными локаторами (лидарами),
использующими как доплеровские, так и корреляционные методы [2, 4, 5].
Доплеровские лазерные методы (как и доплеровские методы в радиоди-
апазоне) основаны на использовании доплеровского смещения частоты ла-
зерного излучения, рассеянного движущимися в атмосфере отражателями
(аэрозольными частицами всегда присутствующими в атмосфере). Недоста-
ток доплеровских методов — измерение только продольной составляющей
скорости ветра (по отношению к локатору). Полный вектор скорости ветра
можно восстановить из данных измерений продольной скорости только при
проведении дополнительного углового сканирования. При этом для увеличе-
ния точности определения поперечной скорости ветра необходим большой
угол сканирования (десятки градусов), что приводит к большому простран-
ственному усреднению (и к большим ошибкам при измерении мгновенной
скорости ветра). Причем такие измерения в принципе нельзя провести при
неоднородном профиле скорости и направлении ветра вдоль трассы зонди-
рования (например, в горах при сложном рельефе местности).
Более простыми и, соответственно, требующими менее дорогую аппа-
ратуру являются корреляционные методы (см., например [4–12]). В основе
лазерных корреляционных методов измерения скорости атмосферного ветра
лежит предположение о полном увлечении аэрозольных частиц ветровым по-
током и гипотеза “замороженности турбулентности”, согласно которой про-
странственные неоднородности, обусловленные турбулентностью, перено-
сятся от точки к точке практически без изменений.
Лазерные корреляционные методы могут обеспечить дистанционное из-
мерение мгновенной скорости ветра, ее отдельных компонент (поперечной по
отношению к оптической оси лидара и продольной) и направления ветра при
использовании малой измерительной базы [4, 6, 10–12]. Однако определение
модуля и направления мгновенной скорости ветра требует сложных методов
измерения (использующих многолучевые схемы или сканирование лазерно-
го луча и требующих запоминания больших объемов данных) и сложных
алгоритмов обработки данных измерений.
Гораздо более просто измерить приближенное значение мгновенной ско-
рости и направления ветра. Это можно сделать без использования многолу-
чевых схем и запоминания больших объемов данных.
Далее приведено описание простого метода (использующего один лазер-
ный пучок без пространственного сканирования), который можно применить
для приближенного измерения мгновенной скорости и направления ветра
(порывов ветра).
Метод основан на регистрации пространственных реализаций сигналов
обратного рассеяния атмосферы, однако не является ни доплеровским, ни
корреляционным. Метод приближенного измерения мгновенной скорости и
направления ветра основан на анализе перемещения (обусловленного ветром)
42 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 2
