Красненко Н.П., Рыбаков И.А.
UDK 534.6.08, 551.508.5
https://doi.org/10.56408/2412-8627.2026.12.2.001
Скачать JATS (Work in progress)
Красненко, Н.П. Методы шумоподавления в акустических доплеровских содарах для зондирования атмосферы / Н.П. Красненко , И.А. Рыбаков // Noise Theory and Practice. – 2026. – Т. 12, № 2 (45). – С. 9-31. – DOI: 10.56408/2412-8627.2026.12.2.001
содар, шумоподавление, цифровая обработка сигналов, доплеровский спектр, отношение сигнал/шум, антенные решетки
Представлен обзор современных методов шумоподавления, применяемых в акустических доплеровских содарах, используемых для дистанционного зондирования атмосферы. Рассмотрены основные источники помех при измерениях и методы компенсации их влияния. Проведен анализ алгоритмов цифровой обработки сигналов, применяемых в коммерческих содарах различных производителей, таких как Metek, Remtech, Scintec, Atmospheric Research & Technology, Vaisala. Особое внимание уделено спектральным методам обработки доплеровского сигнала, многочастотным режимам измерений, пространственной фильтрации с использованием антенных решеток, временному и частотному усреднению, а также адаптивным процедурам контроля качества данных. Проведено сравнительное обобщение применяемых подходов, выявлены тенденции перехода от классических методов обработки к более сложным методам. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых методов шумоподавления и оптимизации обработки данных в акустических атмосферных системах различного назначения.
Красненко Н.П.
Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук, Томск, Россия
Рыбаков И.А.
Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук, Томск, Россия
Красненко Н. П. Акустическое зондирование атмосферного пограничного слоя. Томск: Водолей, 2001. – 278 с.
Bradley S. Atmospheric Acoustic Remote Sensing: Principles and Applications. - Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2007. - 296 p.
Красненко Н.П. Содары для зондирования атмосферного пограничного слоя // Научное приборостроение. 2018. Т. 28. № 4. С. 82-89.
Crescenti G.H. The degradation of doppler sodar performance due to noise // Atmospheric Environment. - 1998. - Vol. 32, N 9. - P. 1499-1509.
Metek GmbH Germany. URL: https://metek.de (дата обращения 01.04.2026).
Krajny E.A., Ośródka L., Wojtylak M. Application of Doppler sodar in short-term forecasting of PM10 concentration in the air in Krakow (Poland) // Atmospheric Measurement Techniques. - 2024. - Vol. 17. - P. 2451-2464.
de Haij M. On the use of SODAR reflectivity data during low visibility conditions at Schiphol Airport. - De Bilt: Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI), 2010. - Report No. IR2010-02.
Sree Brahmanandam P., Gouthu U., Tarakeswara Rao K. [et al.] Doppler Sodar Measured Winds and Sea Breeze Intrusions over Gadanki (13.5° N, 79.2° E), India // Sustainability. - 2023. - Vol. 15, N 15. - P. 12167.
Probst O., Cárdenas D. State of the Art and Trends in Wind Resource Assessment // Energies. - 2010. - Vol. 3, N 6. - P. 1087-1141.
Lokoshchenko M.A., Yavlyaeva E.A. Wind profiles in Moscow city by the sodar data // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2008. - Vol. 1. - P. 012045.
Локощенко М.А. О высоте приземного слоя воздуха по содарным данным // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. - 2024. - Т. 60, N 1. - C. 65-72.
Hansen K.S. Validation of Sodar Measurements for Wind Power // Proceedings of the European Wind Energy Conference & Exhibition (EWEC 2006) (Athens, 2006). - Athens, 2006. - P. 1-10.
Acoustic Sounder SODAR PCS2000-64 Product Description. - Elmshorn: METEK GmbH. - 19 p.
Penelope Menounou, Ilene J. Busch‐Vishniac, David T. Blackstock; Jagged‐edge noise barriers. J. Acoust. Soc. Am. 1 May 1998; 103: P. 2759–2770. https://doi.org/10.1121/1.421452.
Signal Analysis Doppler-SODAR MODOS DSDR3x7 DSDPA.90-24/-64 PCS-2000/-24/-64. - Elmshorn: METEK GmbH. - 96 p.
Remtech Inc. [Электронный ресурс]. - URL: https://remtechinc.com/ (дата обращения 12.03.2026).
Remtech Sodar Technical Description [Электронный ресурс]. - URL: https://remtechinc.com/wp-content/uploads/DC02012_SODAR_TECHNICAL_DESCRIPTION_0.pdf (дата обращения 12.03.2026).
Freitas E.D., Dias M.A.F.S., Nair K.S., Silva Dias P.L. Using of Doppler Sodar in Atmospheric Measurements // Hybrid Methods in Engineering. - 2000. - Vol. 2, N 4. - P. 543-558.
Haggagy M.E.-N. A Sodar-based Investigation of the Atmospheric Boundary Layer. - Freiburg: Meteorologisches Institut der Universität Freiburg, 2003. - 263 p.
Baumann-Stanzer K., Piringer M. Two-years of boundary layer measurements with a sodar - Statistics and applications // Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans and Atmosphere. - 2001. - Vol. 26, N 3. - P. 205-211.
Baumann-Stanzer K., Piringer M. Foehn signals detected by sodar wind and turbulence measurements in the Rhine Valley, Austria, during the MAP field phase // Meteorology and Atmospheric Physics. - 2004. - Vol. 85, N 1. - P. 125-139.
USA патент N 5,521,883, от 28.05.1996 г. Method of Remotely Determining the Three-Dimensional Velocity of a Fluid Such as Air or Water / J.-M. Fage, R. Tasso, A. Donzier; патентообладатель Remtech (Velizy) // Justia Patents. – URL: https://patents.justia.com/patent/5521883 (дата обращения 28.02.2026).
Scintec AG [Электронный ресурс]. - URL: https://www.scintec.com/ (дата обращения 12.03.2026).
Berg L.K., Reynolds R.M., Allwine K.J., Blumberg A. Comparisons of Measurements Made Using Two Sodars in an Urban Environment // 86th AMS Annual Meeting. Paper No. JP2.9. - Boston: American Meteorological Society, 2006. – 3 p.
SODAR Calibration for Wind Energy Applications: Final Reporting on WP3, EU WISE Project NNE5-2001-297. - Отчет. - 2005. - 69 p.
Anderson P.S., Ladkin R.S., Renfrew I.A. An Autonomous Doppler Sodar Wind Profiling System // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. - 2005. - Vol. 22, N 9. - P. 1301-1310.
Scintec Flat Array Sodars Installation and Operation Manual: SFAS, MFAS, XFAS. - Rottenburg: Scintec AG, 2011. - 33 p.
Rogers A.L., Manwell J.F. Investigation of the Applicability of SODAR for Wind Resource Measurements in Complex and Inhomogeneous Terrain. - Amherst: University of Massachusetts, Renewable Energy Research Laboratory, 2003. - 11 p.
Draxl C., Worsnop R.P., Xia G. [et al.] Mountain waves can impact wind power generation // Wind Energy Science. - 2021. - Vol. 6, N 1. - P. 45-60.
Atmospheric Research & Technology [Электронный ресурс]. - URL: https://sodar.com/ (дата обращения 12.03.2026).
Walls E., Rogers A., Manwell J. Eastham, MA: SODAR-Based Wind Resource Assessment // Proceedings of the American Wind Energy Association (AWEA) Windpower 2007 Conference (Los Angeles, 2007). - Los Angeles, 2007. - 80 p.
Vaisala [Электронный ресурс]. – URL: https://www.vaisala.com/ (дата обращения 17.03.2026).
SoDAR Verification Test Triton SoDAR at Test Site Lelystad. - Отчет. - 2008. - 47 p.
Yuechun Y., Jixue W., Hongfang W. [et al.] Comparison of Triton SODAR Data to Meteorological Tower Wind Measurement Data in Hebei Province, China. - Golden: National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2012. - 38 p.
Accuracy Test of a Sodar of Type Triton Wind Profiler Serial No.: 225. - Отчет о калибровке. - 2010. - 98 p.
Triton SODAR Brochure [Электронный ресурс]. - Vaisala Oyj. - URL: https://www.sartelco.it/contenuti/download/EOLICO_WIND/Triton-Brochure.pdf (дата обращения 12.03.2026).
Pat. WO2008108894A2, от 2008 г. Transducer Array Arrangement and Operation for Sodar Applications. Pat. WO2008108894A2, от 18.09.2008 г. Transducer Array Arrangement and Operation for Sodar Applications; патентообладатель WIPO Patentscope. – URL: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2008108894 (дата обращения 18.03.2026).
Pat. US8456955B2 USA, от 2013 г. Housings for Phased Array Monostatic Sodar Systems. Pat. US8456955B2, USA, от 04.06.2013 г. Housings for Phased Array Monostatic Sodar Systems / (Remtech, по патенту US); патентообладатель Remtech // USPTO / Justia Patents. – URL: https://patents.justia.com/patent/8456955 (дата обращения 18.03.2026).
TRITON® SONIC WIND PROFILER Siting Guidelines. - Vaisala Oyj, 2012. - 38 p.
Красненко Н.П. Развитие дистанционных методов и средств изучения нижней атмосферы в ИМКЭС СО РАН // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 2. С. 98-104.
Красненко Н.П., Раков А.С., Рыбаков И.А. Состояние и тенденции развития систем акустического зондирования атмосферы // Сборник Трудов XXXVII сессии Российского акустического общества (Москва, 20-24 октября 2025 г.) [Электронный ресурс]. - М.: ГЕОС, 2025. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - С. 115-123.
Красненко Н.П., Мананко Е.Е. Анализ и синтез защищенных акустических антенн для атмосферных исследований // Труды XY сессии Российского акустического общества «Акустические измерения. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана». Т. II. - М.: ГЕОС, 2004. - С. 102-106.
Красненко Н.П., Мананко Е.Е. Зеркально-параболические акустические антенны для зондирования атмосферы // Методы и устройства передачи и обработки информации: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 5 / Под ред. В.В. Ромашева, В.В. Булкина. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. - С. 83-98.