1.一种超声波风速风向测量方法,其特征在于:所述方法基于风速和角度补偿计算正交路径超声波测风仪的风速和风向,包括如下步骤:(1)设置超声波风速测量装置并记录数据,所述超声波风速测量装置包括两条互相垂直的路径,数据包括从东南西北四个方向超声波换能器发射时相对超声波换能器接收到信号的时间,分别记为tx,t-y,t-x,ty;
(2)根据超声波风速测量装置建立数学坐标系:设东西方向为x坐标轴方向,东为x轴正;南北方向为y坐标轴方向,南为y轴正,风速为V,风向角定义为与x轴夹角为θ;
(3)根据时差法计算风速,其风速的计算表达式如下:式中,U为时差法计算得到风速,L为相对两超声波换能器之间的距离;
(4)时差法计算风向角θs,其风向角的计算公式如下:(5)计算补偿后的风向角θ,计算表达式如下:其中,
φ=-0.1560θ3+0.7406θ2-1.1284θ+0.5381(6)计算补偿后的风速V,其表达式如下:
式中,风向角θ为补偿后的风向角,为路径风速补偿角。
2.根据权利要求1所述的超声波风速测量方法,其特征在于:所述速路径风速补偿角包括x轴方向的补偿角 和y轴方向的补偿角 数值,其计算表达式如下:x轴方向:φ=-0.1560θ3+0.7406θ2-1.1284θ+0.5381y轴方向:
3.根据权利要求1所述的超声波风速测量方法,其特征在于:超声波风速测量装置通过十字交叉法设置,将4个超声波换能器组成2条互相垂直的路径,且互相垂直的路径分别指向南北方向和东西方向。
4.根据权利要求1所述的超声波风速测量方法,其特征在于:所述超声波风速测量装置中,东西向超声波换能器之间的距离和南北向超声波换能器之间的距离相同,均为L。
5.根据权利要求1所述的超声波风速测量方法,其特征在于:所述方法包括通过残差模衡量或调整风速和风向计算的补偿值,残差平方和计算公式如下:Q=∑(y-y′)2
其中,y表示的测量值,y′表示实际值。