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風速測定システム及び風速測定方法

国内特許コード P07A010680
掲載日 2007年10月4日
出願番号 特願2005-075696
公開番号 特開2006-258568
登録番号 特許第4710003号
出願日 平成17年3月16日(2005.3.16)
公開日 平成18年9月28日(2006.9.28)
登録日 平成23年4月1日(2011.4.1)
発明者
  • 西尾 正則
  • 平田 雅子
出願人
  • 学校法人鹿児島大学
発明の名称 風速測定システム及び風速測定方法
発明の概要

【課題】 容易且つ頻繁に風速の測定を行うことができる風速測定システム、風速測定方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】 静止型人工衛星101からの電波を受信機1~3で受信する。その後、データ解析装置53が、受信した3組の電波の位相差から観測地の上空毎の時間構造関数を求め、この時間構造関数からコルモゴロフの大気理論に基づいて、上空毎の特性時間間隔を求める。そして、特性時間間隔から上空毎の空間構造(水蒸気の塊)の速度を求める。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


天気の予測、航空機の管制、火山からの噴煙に伴う降灰地域の予測、環境汚染物質の移動範囲の予測等の種々の分野において、地上から1000m程度の対流圏下層の風速は基本的かつ重要なデータの一つである。従来、この高度の風速を測定するために、観測機器を備えた気球(ゾンデ)を地上から放出し、その移動量を観測する方法がとられている。観測機器により、気温、湿度、気圧及び風向等を測定することも可能である。このような測定方法は、レーウインゾンデによる測定方法、ラジオゾンデによる測定方法等とよばれ、本明細書では、ゾンデによる測定方法とよぶ。また、他の観測方法として、航空機を用いた測定方法が直接観測の方法としてとられることもある。更に、レーザを上空に向けて照射し、その反射光を測定する方法(ライダーによる測定方法)、ミリ波帯の電波を上空に向けて、その反射波を測定する方法(レーダーによる測定方法)等がとられることもある。



しかしながら、ゾンデによる測定方法では、その都度、ゾンデを放出する必要があるため、コストがかかると共に、作業も煩雑である。また、放出されたゾンデが降下する位置の詳細は予測できないため、地上に降下したゾンデにより何らかの不都合が生じかねない。例えば、航空機に衝突したり、架線に接触したりすることがある。このような事情があるため、頻繁にゾンデを放出することは容易ではなく、例えば1時間毎の観測を行うことは困難である。更に、ゾンデの上昇と共に生じる水平方向の移動量から各高度の風速を求めているため、常に観測しようとする位置の風速を求めることも困難である。



また、航空機を用いた測定方法でも、コストがかかると共に、作業が煩雑である。ライダー又はレーダーによる測定方法では、地上から電磁波を照射する必要があるため、周辺への電磁波の影響を配慮する必要がある。また、装置の運用に際して許可及び届出等も必要である。




【非特許文献1】劉 慶会、他4名、電子情報通信学会論文誌 2002年7月、VOL. J85-B NO.7、P1112-P1119

産業上の利用分野


本発明は、気象予測等に好適な風速測定システム及び風速測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
地上よりも上方に位置する電波発信物からの電波を受信するアンテナを備えた3個の受信手段と、
前記受信手段により受信された3組の電波の位相差から前記受信手段が設置された上空毎の時間構造関数を求める第1の演算手段と、
前記時間構造関数からコルモゴロフの大気理論に基づいて、前記上空毎の特性時間間隔を求める第2の演算手段と、
前記特性時間間隔から前記上空毎の空間構造の速度を求める第3の演算手段と、
を有することを特徴とする風速測定システム。

【請求項2】
受信手段は、互いに10km以上離間して設置されていることを特徴とする請求項1に記載の風速測定システム。

【請求項3】
前記第1の演算手段は、
前記受信手段により受信された3組の電波の位相差から、3組の受信手段間の相対的な時間構造関数を求める第4の演算手段と、
前記3組の相対的な時間構造関数から前記上空毎の時間構造関数を求める第5の演算手段と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の風速測定システム。

【請求項4】
地上よりも上方に位置する電波発信物からの電波を3箇所の観測地で受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信した3組の電波の位相差から前記観測地の上空毎の時間構造関数を求める第1の演算ステップと、
前記時間構造関数からコルモゴロフの大気理論に基づいて、前記上空毎の特性時間間隔を求める第2の演算ステップと、
前記特性時間間隔から前記上空毎の空間構造の速度を求める第3の演算ステップと、
を有することを特徴とする風速測定方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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