Denne afhandling viser resultater af et PhD studium, som havde til formål at udvikle et system bestående af 3 rum-tid synkroniseret pulset, kohærent Doppler ”scanning” lidars koordineret af en fjern ”master computer”. Dette system har den unikke egenskab, at den kan måle en komplet tredimensional strømning ved at udsende laserstråler fra tre rumlig fordelte lidars, styre de tre stråler til at mødes i et punkt og bevæge skæringspunktet over et område af interesse. Hver enkelt lidar er baseret på anvendelsesprincipper, der tillader nøjagtig synkronisering af laserpulsgeneration, laserpulsstyring og opsamling af det tilbagekastede lys. Principperne muliggør også nøjagtig tidsstyring af disse processer. Dette resultat er opnået gennem en ligestilling af lysemissionsprocessen med en stepmotor akseldrejningsproces. Både lidar- (lysemission, styring og opsamling) og strålepositions styring dirigeres af et enkelt komponent, nemlig bevægelsesstyringsenheden. Systemet er konstrueret ved brug af en original fremgangsmåde, hvor en ’master computer’ koordinerer samtlige fjerntliggende lidars ved hjælp af en datapakkeudveksling, over et UDP/IP og TCP/IP netværk. Da pakkens størrelse typisk er 1 kB, er hurtig og mulig uafbrudt koordinering af lidar’erne muligt, selv med langesomme netværkstyper, som GSM. En maksimal tidsforskydning af 10ms er observeret mellem lidar’er i systemet. Laserstrålens positionsnøjagtighed af hver lidar er estimeret til ±0.5° for retningsnøjagtighed og cirka ±5 m for måleafstand. Ved hjælp af forbedret procedurer, kan positionsnøjagtigheden øges med en faktor 20. Afslutningsvis blev to eksperimenter udført, hvor multi-lidar systemet blev anvendt til synkroniserede målinger af vindhastighedsfelter i flere punkter i atmosfæren. ; This thesis consists of the results of a Ph.D. study that was focused on the development of the system of three time-space synchronized pulsed coherent Doppler scanning lidars, which are coordinated by a remote ’master computer’. This system has the unique capability to measure ...
A time-space synchronization of coherent Doppler scanning lidars for 3D measurements of wind fields
2014-01-01
Vasiljevic , N 2014 , A time-space synchronization of coherent Doppler scanning lidars for 3D measurements of wind fields . DTU Wind Energy PhD , no. 0027(EN) , DTU Wind Energy .
Book
Electronic Resource
English
DDC: | 629 |