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脉冲式激光多普勒测速仪的理论与仿真分析
1
作者
陈兰剑
周健
金世龙
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第3期232-238,共7页
连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表...
连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表明,脉冲式LDV可通过累积硬目标回波信号速度反演,而且脉冲式LDV不受空间分辨率的限制,可以利用更长的激光脉宽进行探测,理论上验证了脉冲式LDV利用长脉冲进行高精度测速的可行性,为未来脉冲式LDV进行原理实验验证奠定了理论基础。脉冲式LDV可以探测5 km及更远目标散射的回波信号,极大拓展了LDV的工作距离范围,使得LDV可以应用在低空飞行载体组合导航、航天器行星表面着陆导航等需要远距离高精度速度测量的场景。
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关键词
激光多普勒测速仪
脉冲激光
低空测速
大气分层模型
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职称材料
脉冲相干激光测风FFT和fCWT融合算法的研究
被引量：
1
2
作者
邓旭锋
冯振中
+5 位作者
汤磊
尹微
王云石
范琪
周鼎富
黄自力
《激光杂志》
CAS
北大核心
2024年第7期78-84,共7页
在脉冲相干激光雷达测风中,广泛使用的FFT算法运算简便快速,但测风的距离分辨率难以进一步提高,而连续小波变换(CWT)等时频分析方法具有时频精细分析能力,但计算实时性差,提出了一种结合FFT和快速连续小波变换(fCWT)优势的融合算法,算...
在脉冲相干激光雷达测风中,广泛使用的FFT算法运算简便快速,但测风的距离分辨率难以进一步提高,而连续小波变换(CWT)等时频分析方法具有时频精细分析能力,但计算实时性差,提出了一种结合FFT和快速连续小波变换(fCWT)优势的融合算法,算法继承了CWT精细分析能力,而运算速度显著加快。通过对融合算法以及CWT、FFT算法就雷达测风仿真数据及实测数据进行对比,融合算法及CWT和FFT算法绘制的风速曲线趋势一致,但具有更丰富细节,融合算法计算时间相比CWT算法减少了45%以上。此融合算法为提高脉冲相干激光测风雷达测风性能提供了一种新思路。
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关键词
激光测风
傅里叶变换
快速连续小波变换
线性拟合
大气分层模型
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职称材料
联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用
被引量：
3
3
作者
刘燕平
王冲
+2 位作者
吴云斌
上官明佳
夏海云
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第12期73-80,共8页
相干测风激光雷达具有风场测量精度高、高时空分辨率、探测范围广等突出优点,已广泛应用于风切变探测、飞机尾流探测、风力发电和大气湍流探测等方面。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是激光雷达信号处理的难点。基于大...
相干测风激光雷达具有风场测量精度高、高时空分辨率、探测范围广等突出优点,已广泛应用于风切变探测、飞机尾流探测、风力发电和大气湍流探测等方面。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是激光雷达信号处理的难点。基于大气分层模型仿真生成相干激光雷达大气回波信号,对模拟回波信号应用不同的时频分布进行时频分析。随后对比了时频分析的效果,自适应最优核时频分布具有运算量小,交叉项抑制效果好,时频聚集度高等优点。最后,使用1.5μm相干多普勒激光雷达于2017年3月份在安徽合肥进行实地观测,将自适应最优核时频分布应用于实测数据,与传统的快速傅里叶方法对比风速反演结果。结果表明:自适应最优核时频分布能更好地反映出风速细节信息,3 km内距离分辨率为1.2 m,3 km后经平滑保持了对远场弱信号风速估计的连续性,时间分辨率为1 s时其最远水平探测范围约在6 km。
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关键词
时频分析
相干测风激光雷达
大气分层模型
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职称材料
题名
脉冲式激光多普勒测速仪的理论与仿真分析
1
作者
陈兰剑
周健
金世龙
机构
国防科技大学前沿交叉学科学院
出处
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第3期232-238,共7页
基金
湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ30782)。
文摘
连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表明,脉冲式LDV可通过累积硬目标回波信号速度反演,而且脉冲式LDV不受空间分辨率的限制,可以利用更长的激光脉宽进行探测,理论上验证了脉冲式LDV利用长脉冲进行高精度测速的可行性,为未来脉冲式LDV进行原理实验验证奠定了理论基础。脉冲式LDV可以探测5 km及更远目标散射的回波信号,极大拓展了LDV的工作距离范围,使得LDV可以应用在低空飞行载体组合导航、航天器行星表面着陆导航等需要远距离高精度速度测量的场景。
关键词
激光多普勒测速仪
脉冲激光
低空测速
大气分层模型
Keywords
laser Doppler velocimeter
pulsed laser
low-altitude velocity measurement
Feuilletémode
分类号
TN2 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
脉冲相干激光测风FFT和fCWT融合算法的研究
被引量：
1
2
作者
邓旭锋
冯振中
汤磊
尹微
王云石
范琪
周鼎富
黄自力
机构
西南技术物理研究所
中国兵器科学研究院
出处
《激光杂志》
CAS
北大核心
2024年第7期78-84,共7页
基金
四川省科技计划资助(No.2022YFG0352)。
文摘
在脉冲相干激光雷达测风中,广泛使用的FFT算法运算简便快速,但测风的距离分辨率难以进一步提高,而连续小波变换(CWT)等时频分析方法具有时频精细分析能力,但计算实时性差,提出了一种结合FFT和快速连续小波变换(fCWT)优势的融合算法,算法继承了CWT精细分析能力,而运算速度显著加快。通过对融合算法以及CWT、FFT算法就雷达测风仿真数据及实测数据进行对比,融合算法及CWT和FFT算法绘制的风速曲线趋势一致,但具有更丰富细节,融合算法计算时间相比CWT算法减少了45%以上。此融合算法为提高脉冲相干激光测风雷达测风性能提供了一种新思路。
关键词
激光测风
傅里叶变换
快速连续小波变换
线性拟合
大气分层模型
Keywords
laser wind measurement
fourier transform
fast continuous wavelet transform
linear fitting
feuilletémodel
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用
被引量：
3
3
作者
刘燕平
王冲
吴云斌
上官明佳
夏海云
机构
中国科学技术大学地球与空间科学学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第12期73-80,共8页
文摘
相干测风激光雷达具有风场测量精度高、高时空分辨率、探测范围广等突出优点,已广泛应用于风切变探测、飞机尾流探测、风力发电和大气湍流探测等方面。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是激光雷达信号处理的难点。基于大气分层模型仿真生成相干激光雷达大气回波信号,对模拟回波信号应用不同的时频分布进行时频分析。随后对比了时频分析的效果,自适应最优核时频分布具有运算量小,交叉项抑制效果好,时频聚集度高等优点。最后,使用1.5μm相干多普勒激光雷达于2017年3月份在安徽合肥进行实地观测,将自适应最优核时频分布应用于实测数据,与传统的快速傅里叶方法对比风速反演结果。结果表明:自适应最优核时频分布能更好地反映出风速细节信息,3 km内距离分辨率为1.2 m,3 km后经平滑保持了对远场弱信号风速估计的连续性,时间分辨率为1 s时其最远水平探测范围约在6 km。
关键词
时频分析
相干测风激光雷达
大气分层模型
Keywords
time-frequency analysis
coherent Doppler wind lidar
atmospheric slices model
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
脉冲式激光多普勒测速仪的理论与仿真分析
陈兰剑
周健
金世龙
《国防科技大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
脉冲相干激光测风FFT和fCWT融合算法的研究
邓旭锋
冯振中
汤磊
尹微
王云石
范琪
周鼎富
黄自力
《激光杂志》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用
刘燕平
王冲
吴云斌
上官明佳
夏海云
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018
3
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职称材料
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