常规的风廓线探测主要是基于三(五)波束反演计算得出,其前提是水平风场均匀,而山区、城市等复杂地形下垫面的水平风场不均匀,尤其是在近地面层。因此常规的风廓线探测在山区、城市等复杂地形下垫面的探测误差较大。而基于三台测风激光雷达协同观测—虚拟铁塔(Virtual Tower,VT)’技术,不需要水平风场均匀的前提(假设),可探测复杂地形下垫面高空风场。VT技术是基于三台测风雷达,同时探测空中的某一个点,利用三台雷达的径向风V_r、方位角φ和仰角θ反演实时风场的u、v和w(如图1所示)。通过与铁塔不同高度三维超声风向风速仪的观测资料对比对于10Hz的资料来说,VT技术反演的水平风场(u和v)与实测的水平风场有很高的相关性,相关系数高达0.96,而反演的w与实测的w相差较大,但是随着探测高度的升高,w的反演效果也有所提升;对于平均风场(5 min平均)来说,其结果与10Hz的资料类似,对水平风场的反演较好,对垂直速度的反演较差。利用VT技术高频(10Hz)的观测资料,还可以进行湍流(TKE)的反演,与三维超声风向风速仪的湍流观测对比,其相关系数高达0.98,偏差(BIAS)<0.1m~2/s~2,均方根误差(RMSE)<0.3。从以上结果可看出,VT技术反演的风场与实测的风场有一些误差。这些误差主要由几方面造成:1)VT技术反演的风场的位置与三维超声风向风速仪探测的位置不同,若激光雷达直接探测三维超声风向风速仪探测的位置,由于铁塔对激光的遮挡,激光雷达探测不到径向风速。2)激光雷达探测的径向风速并不是某个点的风,而是激光方向距离门的空间平均风速。3)铁塔对风的阻挡作用,VT技术和三维超声风向风速仪的探测位置不同,距离铁塔的远近也不同,受铁塔对风的影响也有所差异。