В.С. Соболев - д.т.н., профессор, гл. науч. сотрудник, Институт автоматики и электрометрии СО РАН (г. Новосибирск) E-mail: sobolev@iae.nsk.su Г.А. Кащеева - науч. сотрудник, Институт автоматики и электрометрии СО РАН (г. Новосибирск) E-mail: sobolev@iae.nsk.su

Путем компьютерного моделирования решена задача оценки потенциальной точности методов лазерной доплеровской анемометрии для режима многочастичного рассеяния, когда основными мешающими факторами являются фазовый (спекл) шум и дробовой шум, порождаемый самим оптическим сигналом. В качестве исходных параметров для моделирования выбраны число реальных или виртуальных интерференционных полос в измерительном объеме анемометра, число используемых отсчетов доплеровского сигнала и типичные значения отношений шум/сигнал. Найдены границы Рао-Крамера (ГРК) при использовании двух отсчетов сигнала. Показано, что при использовании более пяти отсчетов можно пользоваться известным выражением ГРК для доплеровского лидара.

 

1. Besson O., Galtier F. Estimation particles velocity from laser measurements: Maximum likelihood and Cramer-Rao bounds // IEEE Trans. Signal Process. 1996. Т. 44. № 12. P. 3056−3068.
2. Соболев В.С. Оптимальная оценка параметров импульсных оптических сигналов по критерию максимального правдоподобия // Оптический журнал. 1996. № 10. С. 62−67.
3. Sobolev V.S. Maximum likelihood estimation of velocity for laser Doppler radar // Proceedings SPIE Laser Radar Technology and Applications. 1997. V. 3065. P. 235.
4. Sobolev V.S., Kashcheeva G.A., Filimonenko I.V. Joint Maximum Likelihood Estimators of Optical Signal Parameters // Pattern Recognition and Image Analysis. 1999. V. 9. С. 320.
5. Соболев В.С., Прокопенко М.Н. Максимально правдоподобные оценки частоты и других параметров сигналов лазерных доплеровских систем, работающих в одночастичном режиме рассеяния // Квантовая электроника. 2000. № 3. С. 30.
6. Соболев В.С. К оценке частоты сигналов ЛДА // Автометрия. 2000. № 5. С. 108−115.
7. Sobolev V.S., Feschenko A.A. Accurate Cramer-Rao bounds for a laser Doppler anemometer // IEEE transactions on instrumentation and measurement. 2006. V. 55. № 2. P. 659.
8. Соболев В.С. Оптимальные оценки параметров оптических сигналов. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2011. С. 135.
9. Соболев В.С., Журавель Ф.А. Максимально правдоподобные оценки частоты для ЛДА // Радиотехника и электроника. 2014. № 4. С. 322−330.
10. Соболев В.С., Кащеева Г.А. Журавель Ф.А. Оптимальные оценки скорости по критерию максимального правдоподобия для лазерной доплеровской анемометрии // Автометрия. 2015. Т. 51. № 4. С. 92−113.
11. Interferometry Principles and Application (Editor: Mark E. Russo) // Paper: Sobolev V.S. Maximum Likelihood Estimation of Optical Signal Parameters // Publisher: Nova Science Pub Inc, New York. 2011. Series: Physics Research and Technology, ISBN: 978-1-61209-347-5.
12. Doviak R.J., Zrnich D.S. Doppler Radar and Weather Observations. Ed. 2nd. Dover Publication Inc. 2006. P. 562.
13. Frehlich R.G., Yadlovsky M.J. Performance of Mean-Frequency Estimators for Doppler Radar and Lidar // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 1994. V. 11. № 5. P. 1217−1230.
14. Frehlich R.G. Kramer-Rao Bound for Gaussian Random Processes and Applications to Radar Processing of Atmospheric Signals // IEEE Transactions Geoscience and Remote Sensing. 1993. V. 31. № 6. P. 1123−1131.
15. Chornoboy E.S. Optimal Mean Velocity Estimation for Doppler Weather Radars // IEEE Transactions geoscience and remote sensing. 1993. V. 31. № 3. P. 575−586.
16. Novak L.M. On the estimation of spectral parameters using burst waveforms. MIT, Lincoln laboratory. Group 32. Technical report 672. 1983. 60 p.
17. Коронкевич В.П., Соболев В.С., Дубнищев Ю.Н. Лазерная интерферометрия. Новосибирск: Наука. СО РАН. 1981. 211 с.
18. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. радио. 1966. 682 с.
19. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Кн. 1. М.: Сов. радио. 1969. 751 с.