1.一种用于测量巷道回风井风流的三维风场反演方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一：在巷道回风井选择规整断面处，在该处的地面设置5个超声波发射装置，分别为5个超声波发射装置标号为超声波发射装置A、超声波发射装置B、超声波发射装置C、超声波发射装置D、超声波发射装置E；以超声波发射装置A为圆心、半径为R在回风井地面设置圆形轨迹；超声波发射装置B、超声波发射装置C、超声波发射装置D和超声波发射装置E设置在圆形轨迹上，且超声波发射装置B处于超声波发射装置A的正北方、超声波发射装置C处于超声波发射装置A的正东方、超声波发射装置D处于超声波发射装置A的正南方、超声波发射装置E处于超声波发射装置A的正西方；在超声波发射装置A正上方的巷道顶部安装超声波接收探头；5个超声波发射装置的发射方向均朝向超声波接收探头，从而建立超声波三维风场反演系统；

步骤二：5个超声波发射装置向巷道顶部发射5个超声波，各个超声波在向巷道顶部传递过程中遇到回风井湍流后产生的后向散射信号，该后向 散射信号被超声波接收探头接收并传递给信号处理模块，信号处理模块对该后向散射信号采用TDC计时器进行处理，从而得到超声波发射装置B、超声波发射装置C、超声波发射装置D、超声波发射装置E和超声波发射装置A各自超声波发射方向上的径向风流速度分别为VN、VE、VS、VW和VV；

步骤三：根据各个超声波发射方向的相互几何关系，建立三维笛卡尔直角坐标系，从而计算出矿井巷道中的大气三维风场(u,v,w)，其中u是东西方向的风速，v是南北方向的风速，w是垂直于u/v的风速；

步骤四：5个超声波发射装置的位置及各个超声波发射方向的几何关系，具体过程如下：

①对于5个超声波的径向风流速度和波束方位角 以及超声波方向与垂直方向的夹角θ关系确定如下：

超声波B： VN＝v sinθ+w cosθ超声波C： VE＝u sinθ+w cosθ超声波D： VS＝‑v sinθ+w cosθ超声波E： VW＝‑u sinθ+w cosθ超声波A：θ＝0°，VV＝w

②根据几何关系推导各超声波测得的径向风流速度与巷道三维风场(u,v,w)各分量之间的关系，采用最小二乘法的风场合成技术进行巷道回风井风场反演，将步骤①中的5个波束方程写成矩阵的形式，能得到线性超定方程组：*

③对于线性超定方程组Ax＝b，能得到解x* T ‑1 T

x＝(AA) Ab

令上述方程中

能得到 其最小二乘解为：

‑1 T ‑1 T

(u，v，w) ＝(AA) Ab；

根据最小二乘解，得出大气湍流目标的径向速度Vr与大气三维风场(u，v，w)存在以下关系：

其中：为波束方位角，θ为波束与垂直方向的夹角；

步骤五：根据步骤四得出的关系式并结合步骤三得出的大气三维风场(u，v，w)，从而得出大气湍流目标的径向速度Vr；实现对回风井大气湍流的监测。

2.根据权利要求1所述的用于测量巷道回风井风流的三维风场反演方法，其特征在于，所述信号处理模块包括放大单元、滤波单元、数据处理单元以及FFT功率谱获取单元；信号处理模块接收到后向 散射信号后先通过放大单元进行前置放大，然后通过滤波单元及FFT功率谱获取单元进行滤波，然后将滤波后的信号再次通过放大单元进行放大后，进入数据处理单元进行计算处理。

3.根据权利要求1所述的用于测量巷道回风井风流的三维风场反演方法，其特征在于，所述步骤二中的TDC计时器采用MS1030高精度测量电路。