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超声波测量水平风的技术已经在地面气象观测业务中应用多年，效果很好。将这种技术稍加变通，将测量的平面三角形结构变成正四面体结构的不相交两边，使之形成具有三维测量能力的特殊结构。采用步进频率测量技术，将发射的100kHz频段的超声波进行扩频调制，通过相关接收后获得脉冲压缩，兼顾了较低峰值发射功率的接收灵敏度问题，以及超声波脉宽造成的时间测量精度问题，还具有一定的抗干扰能力。仿真和实验室初步实验结果证实了这种方法的可行性。