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Sensitivitätsstudien verschiedener Invertierungsalgorithmen für die akustische Laufzeittomographie in der Atmosphäre

Fischer, Gabi, Barth, Manuela, Ziemann, Astrid, Raabe, Armin 17 August 2017 (has links)
Das Verfahren der akustischen Laufzeittomographie ermöglicht es, flächengemittelte Temperaturverteilungen zu rekonstruieren. Zur Ableitung der gesuchten Temperaturwerte aus den Informationen, die entlang bekannter Ausbreitungswege akustischer Signale durch ein Untersuchungsvolumen gewonnen werden, existieren zahlreiche Invertierungsverfahren. Mit Sensitivitätsstudien sowohl synthetisch erzeugter als auch experimenteller Datenreihen wurden die erhaltenen Rekonstruktionsergebnisse mittels Matrixinversion,iterativer algebraischer Rekonstruktionstechniken und stochastischer Inversion bezüglich ihrer Auflösung und Genauigkeit beurteilt. Letztere zeichneten sich besonders durch ihre hoch auflösbaren und exakt rekonstruierten Verteilungen aus, wobei die relativ langen Rechenzeiten dieser Methode für Echtzeit-Auswertungen realer Messkampagnen eher nachteilig sind. Dies stellt jedoch einen Vorteil der anderen getesteten Invertierungsverfahren dar. / Acoustic travel-time tomography allows to reconstruct area average temperature distributions. However, to calculate meteorological fields from the information gained by acoustic signals along different paths through a distinct volume several inversion methods can be chosen. Using sensitivity tests of both synthetically generated and experimental data, the reconstruction results obtained with the help of the matrix inverse, iterative algebraic reconstruction techniques, and the stochastic inverse were estimated concerning resolution and accuracy. The latter was characterized by the consistent reconstruction of high resolved and accurate temperature fields. Nevertheless, the relatively long computing time of this method is quite unfavourable for field studies. The other available inversion methods allow the data to be analysed in real time.

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