机载激光多普勒测风雷达技术及其应用 被引量：8

1

作者 陈涌 周秉直 +5 位作者 谭锦 冯力天 杨泽后 赵彬 周鼎富 侯天晋 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期795-799,共5页

为了加快发展我国机载测风雷达技术,对机载激光多普勒测风雷达的研究及应用情况进行了介绍,对机载激光多普勒测风雷达的基本工作原理、系统组成、应用方式及领域等进行了分析,并对光纤激光器在机载雷达系统中的应用进行了预测。结果表明... 为了加快发展我国机载测风雷达技术,对机载激光多普勒测风雷达的研究及应用情况进行了介绍,对机载激光多普勒测风雷达的基本工作原理、系统组成、应用方式及领域等进行了分析,并对光纤激光器在机载雷达系统中的应用进行了预测。结果表明,采用全光纤相干结构的机载测风雷达具有测量精度高、结果稳定可靠、响应速度快、系统结构紧凑、环境适应能力强、适合多种工作平台等特点,可广泛应用于各型大型飞机提供下视高度详尽的大气风场气象参量,以保障空投空掷作业的准确性与安全性;另外还可以为飞机飞行提供前方航道大气湍流及横切风的预测,保障飞行安全等。 展开更多

关键词 激光技术 机载 激光多普勒测风雷达 大气风场测量 激光器

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基于单声光单级放大器的近距测风激光雷达

2

作者 罗浩 李五一 +2 位作者 肖增利 蒋丹丹 李智 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期127-135,共9页

针对风电行业近距离脉冲相干测风激光雷达低成本需求,文中采用单声光单级放大混合双通方案,通过偏振分离的方法,有效抑制了单声光双通时不同调制频率的移频光干涉引起的脉冲包络调制问题。通过单级双程放大器方案,得到重复频率10 kHz,脉... 针对风电行业近距离脉冲相干测风激光雷达低成本需求,文中采用单声光单级放大混合双通方案,通过偏振分离的方法,有效抑制了单声光双通时不同调制频率的移频光干涉引起的脉冲包络调制问题。通过单级双程放大器方案,得到重复频率10 kHz,脉宽300 ns,单脉冲能量4.2μJ的1550 nm脉冲激光源。基于该光源的样机雷达与企标雷达在50~200 m距离范围内进行了48 h测风性能比对,200 m处两台雷达的风速数据拟合度R2高于0.99,均值偏差和标准偏差小于0.1 m/s,验证了基于单声光单级放大器的低成本脉冲源测风雷达近距离探测的可行性。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 相干探测 载噪比 光纤激光器 双程放大

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相干多普勒测风激光雷达 被引量：14

3

作者 张芳沛 薛海中 +6 位作者 胡永钊 沈严 邢宇华 李冬梅 张文平 韩文杰 窦飞飞 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1045-1050,共6页

鉴于多普勒测风激光雷达在航空航天、遥感遥测、气象观测等军事及民用领域中的广泛应用,结合相干探测工作原理,介绍了国外几种典型波段相干多普勒测风激光雷达系统,重点分析了激光发射机/接收机、空间扫描、数据处理等关键技术,并对相... 鉴于多普勒测风激光雷达在航空航天、遥感遥测、气象观测等军事及民用领域中的广泛应用,结合相干探测工作原理,介绍了国外几种典型波段相干多普勒测风激光雷达系统,重点分析了激光发射机/接收机、空间扫描、数据处理等关键技术,并对相干多普勒激光雷达的广阔应用前景进行了展望。指出国内相干多普勒测风激光雷达研究已取得的一些重要进展。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 相干探测 激光发射机

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新型多普勒测风激光雷达Windcube的风参数观测与验证 被引量：24

4

作者 夏俊荣 王普才 闵敏 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期733-741,共9页

2007年12月11～14日,中国科学院大气物理研究所与法国Leosphere公司在该研究所位于北京市北三环和北四环之间的325m气象塔试验场内联合开展了一次测风激光雷达Windcube的外场演示试验。Wind-cube观测数据随后与325m气象塔上的风杯风速... 2007年12月11～14日,中国科学院大气物理研究所与法国Leosphere公司在该研究所位于北京市北三环和北四环之间的325m气象塔试验场内联合开展了一次测风激光雷达Windcube的外场演示试验。Wind-cube观测数据随后与325m气象塔上的风杯风速仪测得的风速资料进行了对比,结果是:由两种手段获得的所有6层匹配高度(63m、80m、100m、120m、160m和200m)上的10min风速平均值一致性很好,相关系数都达到或超过0.98。使用矢量法对6层高度上的风向资料进行平均,得到风向的10min平均值,两者的相关系数均达到0.99。与国产测量低层大气风廓线的高精度多普勒激光雷达相比,Windcube的风速测量精度稍优,风向表现相当。验证结果表明,该型多普勒测风激光雷达是一款观测结果可靠、机动性能良好的低层大气风廓线测量仪器。 展开更多

关键词 Windcube 多普勒测风激光雷达 风速 风向

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基于斐索干涉仪的直接探测多普勒测风激光雷达 被引量：15

5

作者 刘继桥 陈卫标 胡企铨 《大气科学》 CSCD 北大核心 2004年第5期762-770,共9页

提出结合多光束斐索 (Fizeau)干涉仪和CCD探测器的条纹图像技术 ,测量地球边界层下的三维风场的直接探测多普勒激光雷达技术。在分析Fizeau干涉仪的物理特性和光谱特性以及影响测量多普勒频移的因数和改进方法的基础上 ,提出一套切合实... 提出结合多光束斐索 (Fizeau)干涉仪和CCD探测器的条纹图像技术 ,测量地球边界层下的三维风场的直接探测多普勒激光雷达技术。在分析Fizeau干涉仪的物理特性和光谱特性以及影响测量多普勒频移的因数和改进方法的基础上 ,提出一套切合实际的直接探测多普勒激光雷达系统参数。并利用该参数进行性能评估分析 ,模拟不同干涉仪参数对风速精度的影响 ,得出一个优化的干涉仪物理参数。模拟结果显示 ,系统可以获得小于1ms- 1 的水平风速精度。这些分析 ,为建立实际的激光雷达系统提供设计依据。 展开更多

关键词 斐索干涉仪 直接探测 多普勒测风激光雷达 风速

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光谱稳定性对直接探测多普勒测风激光雷达的影响研究 被引量：7

6

作者 卜令兵 刘继桥 陈卫标 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期335-339,共5页

从种子注入固体激光器的不稳定和多普勒频移检测干涉仪的光谱漂移出发,模拟和分析其对基于双边缘探测技术的直接探测多普勒激光雷达风速测量准确度的影响.模拟结果显示,在5 min积分时间的30 000个脉冲内,如果达到风速准确度1 m/s,要求... 从种子注入固体激光器的不稳定和多普勒频移检测干涉仪的光谱漂移出发,模拟和分析其对基于双边缘探测技术的直接探测多普勒激光雷达风速测量准确度的影响.模拟结果显示,在5 min积分时间的30 000个脉冲内,如果达到风速准确度1 m/s,要求激光器出现多纵模的脉冲不能超过总脉冲个数的0.06%.在干涉仪光谱稳定方面,使用两级温控可以将干涉仪温度控制在±0.002℃,对应风速误差为±0.226 m/s.同时提出通过监视种子注入过程中的脉冲建立时间和干涉仪温度,可以在数据反演时,消除激光频率跳动和干涉仪光谱漂移对风速测量准确度的影响. 展开更多

关键词 激光雷达 多普勒测风激光雷达 种子注入 光谱稳定 风速误差

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相干多普勒测风激光雷达外差效率的数值计算与分析 被引量：3

7

作者 步志超 陈思颖 +5 位作者 张寅超 陈和 郭磐 陈文博 陈胜哲 葛宪莹 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期824-827,843,共5页

论述了相干多普勒测风激光雷达外差效率的基本理论.对同轴系统中本振光和发射激光均是截断高斯光束情况下的外差效率进行了研究,利用圆孔光阑函数展开为高斯函数相叠加的方法,给出外差效率的解析表达式;采用计算机软件Mathematica分析... 论述了相干多普勒测风激光雷达外差效率的基本理论.对同轴系统中本振光和发射激光均是截断高斯光束情况下的外差效率进行了研究,利用圆孔光阑函数展开为高斯函数相叠加的方法,给出外差效率的解析表达式;采用计算机软件Mathematica分析外差效率随菲涅尔数和截断因子的变化关系,给出最大外差效率随着菲涅尔数的变化曲线和不同菲涅尔数下最佳截断因子的取值.该研究为相干多普勒测风激光雷达探测理论的发展及系统器件的最优化配置提供了重要的理论依据. 展开更多

关键词 相干多普勒测风激光雷达 夫琅和费衍射 外差效率

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多普勒测风激光雷达三波束反演方法与实验 被引量：9

8

作者 宋小全 王芳涵 +4 位作者 尹嘉萍 王希涛 刘晓英 任文核 吴松华 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期136-144,共9页

为研究激光测风技术中五波束和三波束风廓线反演方法的异同,采用波长1.5μm的相干多普勒测风激光雷达在中国海洋大学崂山校区进行风场测量。利用三波束风廓线反演法对13 d的多普勒激光雷达观测数据进行计算,设定信噪比和数据获取率门限... 为研究激光测风技术中五波束和三波束风廓线反演方法的异同,采用波长1.5μm的相干多普勒测风激光雷达在中国海洋大学崂山校区进行风场测量。利用三波束风廓线反演法对13 d的多普勒激光雷达观测数据进行计算,设定信噪比和数据获取率门限阈值,对数据质量进行控制,将计算结果与五波束风廓线反演法的计算结果进行比对分析。与五波束风廓线反演法相比,三波束风廓线反演法仅用三个方向的径向数据反演风廓线,可缩短观测时间跨度,从而提高数据刷新率,在气流不稳定的情况下可获取更多的风场特征参数。比对结果表明,两种风廓线反演法的计算结果在不同高度上均表现出良好的一致性。90 m测量高度处的风速决定系数为0.9825,风向决定系数为0.9769;随着湍流强度增大,两种风廓线反演法之间的差异呈增大趋势。 展开更多

关键词 遥感 多普勒测风激光雷达 三波束方法 风廓线

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基于多普勒测风激光雷达的锁频系统与激光测速系统的设计与实现 被引量：4

9

作者 杜丽芳 杨国韬 +3 位作者 程学武 王继红 岳川 陈林祥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2562-2568,共7页

在非相干多普勒测风激光雷达系统中,激光的线宽与频率的稳定性是影响测量结果准确性的两个重要因素。研制的激光雷达系统采用种子注入方法产生窄线宽脉冲激光,采用碘分子饱和吸收稳频的方法,利用VB语言基于PID算法编写仪器控制程序,将... 在非相干多普勒测风激光雷达系统中,激光的线宽与频率的稳定性是影响测量结果准确性的两个重要因素。研制的激光雷达系统采用种子注入方法产生窄线宽脉冲激光,采用碘分子饱和吸收稳频的方法,利用VB语言基于PID算法编写仪器控制程序,将种子激光器的频率锁定在碘分子吸收线1 109线的高波数边缘上,长时间(>4 h)锁频的精度≤0.5 MHz,频率的长期稳定度为3.55×10-9。设计了连续光测速系统,得出多普勒频移测得的实验值与实际斩波盘的速度值曲线,速度误差小于0.4 m/s。由此也说明,所设计的连续光测速系统可以对整个锁频系统进行校准。该实验也为测风激光雷达的建设提供指导意义。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 锁频 PID 测速

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CALIOP数据在星载相干多普勒测风激光雷达性能仿真中的应用 被引量：3

10

作者 卢博 吴东 张天澈 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期119-125,共7页

利用2007—2008年21个月CALIOP测量的夜间气溶胶后向散射系数的全球三维平均分布数据取代传统仿真中的气溶胶模型数据,对晴空条件下的2.1μm相干多普勒测风激光雷达的测风性能进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,采用合理的系统参数设... 利用2007—2008年21个月CALIOP测量的夜间气溶胶后向散射系数的全球三维平均分布数据取代传统仿真中的气溶胶模型数据,对晴空条件下的2.1μm相干多普勒测风激光雷达的测风性能进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,采用合理的系统参数设计,在20°S至40°N之间4.5km海拔之下单激光脉冲的径向风速误差普遍小于1m/s。以1m/s作为可接受风速误差的标准,符合标准的最大可测量海拔高度向两极方向递减,在南极附近减至1~2km。若10个激光脉冲平均测量,在对流层下层风速误差可降至0.5m/s以内,且在35°N附近最大可测量海拔高度可达5.5km。 展开更多

关键词 CALIOP 相干多普勒测风激光雷达 性能仿真 气溶胶后向散射系数

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条纹技术测风激光雷达研究 被引量：8

11

作者 卜令兵 陈卫标 +4 位作者 周军 刘继桥 官莉 黄兴友 王振会 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期175-178,共4页

使用单纵模355nm激光作为发射光源,Fizeau干涉仪作为光谱鉴别设备,对条纹技术测风激光雷达进行了研究.对激光器频率抖动和Fizeau干涉仪光谱进行了分析,建立了条纹技术激光雷达系统,使用Fizeau干涉仪扫描的方法对系统进行了风速标定.利... 使用单纵模355nm激光作为发射光源,Fizeau干涉仪作为光谱鉴别设备,对条纹技术测风激光雷达进行了研究.对激光器频率抖动和Fizeau干涉仪光谱进行了分析,建立了条纹技术激光雷达系统,使用Fizeau干涉仪扫描的方法对系统进行了风速标定.利用研制的激光雷达系统对引入的参考光信号和大气后向散射信号进行同时测量,得到1.5km以内的大气风速剖面. 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 条纹技术 Fizeau干涉仪 对流层风

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激光测风雷达VAD反演方法的数值优化 被引量：6

12

作者 任鹏 王玉兰 +5 位作者 康大勇 陈涌 周鼎富 伍波 杨泽后 童静 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期664-666,669,共4页

为了提高多普勒激光测风雷达反演风场的速度和精度,采用 Newton—Gaussian 最小二乘优化方法对风场反演模型进行数值求解,并对 Newton—Gaussian 法的步长和初值进行讨论和调整,使得此算法的鲁棒性更强,同时也降低了传统速度方位显示反... 为了提高多普勒激光测风雷达反演风场的速度和精度,采用 Newton—Gaussian 最小二乘优化方法对风场反演模型进行数值求解,并对 Newton—Gaussian 法的步长和初值进行讨论和调整,使得此算法的鲁棒性更强,同时也降低了传统速度方位显示反演方法中固有缺陷的影响。将其应用到研制的全光纤多普勒激光测风雷达系统中,实现了对低中空局部风场的反演。结果表明,该算法不但提高了风场反演的速度和精度,而且反演结果更稳定,适合实时计算。 展开更多

关键词 激光技术 风场反演 速度方位显示法 Newton—Gaussian法 多普勒测风激光雷达

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固体激光测风雷达扫描镜旋转控制系统 被引量：1

13

作者 张博 刘智深 +1 位作者 张凯临 黄海龙 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2003年第4期621-626,共6页

多普勒激光测风雷达是近年来方兴未艾的 1种全新的大气风场探测手段。但是激光测风雷达直接测量的是视线方向上的激光反射光的频移 (视线风速 )。在这个基础上 ,激光雷达还必须能够获得多方位的风速数据才能够反演出风场。这就需要相应... 多普勒激光测风雷达是近年来方兴未艾的 1种全新的大气风场探测手段。但是激光测风雷达直接测量的是视线方向上的激光反射光的频移 (视线风速 )。在这个基础上 ,激光雷达还必须能够获得多方位的风速数据才能够反演出风场。这就需要相应的光学扫描系统 ,它在保证发射、接收视场重叠的前提下 ,控制激光束投射到指定的方向 ,使激光雷达获得不同视线角度的风速数据。本文介绍的激光雷达测风系统中的光学扫描部分实现了上述要求 ,在水平旋转和俯仰控制上的精度都达到了<0 .5°。完全能够满足激光测风系统的实用需要。 展开更多

关键词 固体激光测风雷达 扫描镜 旋转控制系统 大气探测 风场探测 多普勒激光测风雷达 单片机

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Aeolus星载测风激光雷达进展综述 被引量：2

14

作者 胡中昱 卜令兵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期175-188,共14页

大气风场是气象中十分关键的要素之一,星载多普勒测风激光雷达能够实现大范围、高精度、不间断的风场测量,对于数值天气预报精度提升、气候研究和环境保护都有重要的意义。星载测风激光雷达的研究自20世纪至今已经有近30余年,在这个过程... 大气风场是气象中十分关键的要素之一,星载多普勒测风激光雷达能够实现大范围、高精度、不间断的风场测量,对于数值天气预报精度提升、气候研究和环境保护都有重要的意义。星载测风激光雷达的研究自20世纪至今已经有近30余年,在这个过程中,Aeolus是目前唯一成功发射的星载测风卫星。文中从Aeolus计划的提出开始,回顾了Aeolus的有效载荷ALADIN原理样机的地面试验,机载原型研发和机载试验的过程;对卫星发射至今的主要数据验证活动以及结果进行了总结,阐述了Aeolus产品出现误差的原因;针对Aeolus数据产品的实际应用,总结了星载测风数据对于气象研究的重要性和必要性;结合Aeolus的方案进行优化和模拟仿真,展示了仿真的结果。最后分析了Aeolus的数据特点,结合我国星载测风研究进程和气象领域的测风需求,提出了几点可以参考的内容和需要提高的技术,同时分析了三种不同的星载测风体制,其中混合体制的星载测风激光雷达具有优势,可作为我国未来研制星载测风卫星的主要方向。 展开更多

关键词 星载 Aeolus 风场测量 多普勒测风激光雷达

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国产高空测风激光雷达研制成功

15

《机床与液压》 北大核心 2012年第4期118-118,共1页

近年来，随着航空航天技术的发展，在平流层开展用于通信、遥感、目标监视以及其他一系列用途的航空活动的：需求快速增加，对平流层天气、气候和环境的监测、预报和控制已成为国家重大战略需求。车载多普勒测风激光雷达：作为一种高时... 近年来，随着航空航天技术的发展，在平流层开展用于通信、遥感、目标监视以及其他一系列用途的航空活动的：需求快速增加，对平流层天气、气候和环境的监测、预报和控制已成为国家重大战略需求。车载多普勒测风激光雷达：作为一种高时空分辨率、高精度的平流层观测手段，在大气科学研究、平流层环境监测等方面具有重要作用。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 高空 国产 航空航天技术 环境监测 时空分辨率 平流层 航空活动

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基于地基与星载激光雷达技术的武夷山山谷风环流研究分析 被引量：2

16

作者 任雍 张雪芬 +2 位作者 吴松华 吴雪菲 任斯敏 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第10期1203-1214,共12页

山谷风是一种热力驱动产生的局地环流,武夷山市三面环山,中部为丘陵地带,使得该地常年盛行山谷风。基于地面气象观测站、边界层测风激光雷达及激光雷达卫星Aeolus数据研究了武夷山山谷风环流特征。结果表明,夏季出现山谷风日天数最多,... 山谷风是一种热力驱动产生的局地环流,武夷山市三面环山,中部为丘陵地带,使得该地常年盛行山谷风。基于地面气象观测站、边界层测风激光雷达及激光雷达卫星Aeolus数据研究了武夷山山谷风环流特征。结果表明,夏季出现山谷风日天数最多,山谷风日出现时大气日变化特征显著,表现为山风出现的时间段,以偏北风为主,风速较小,低空激光雷达回波信号较强,气流运动以下沉为主,垂直方向上形成环流圈;谷风阶段,以偏南风为主,较山风阶段风速有所增强,低空激光雷达回波信号减弱,以上升气流为主;激光雷达数据融合的风廓线可见,武夷山非山谷风日常出现在对流层中低层盛行偏南风的天气形势下,偏南风将水汽输送至当地,使得当地低空被较厚云层覆盖或出现降水过程,从而削弱了山地与谷地的热力差异,局地环流被打破,山谷风环流无法形成。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 Aeolus卫星 山谷风 资料融合

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脉冲激光器种子注入状态检测装置与实验研究 被引量：12

17

作者 潘艺升 闫召爱 +2 位作者 郭文杰 徐轻尘 胡雄 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期153-156,共4页

为了解决非注入状态激光脉冲对非相干多普勒激光雷达测风结果可靠性的影响,利用注入与非注入状态激光脉冲建立时间不同的原理,设计和实现了一种脉冲激光种子注入状态检测器,其时间测量精度为45ps,测量时间范围为3.5ns^2500ns,最高脉冲... 为了解决非注入状态激光脉冲对非相干多普勒激光雷达测风结果可靠性的影响,利用注入与非注入状态激光脉冲建立时间不同的原理,设计和实现了一种脉冲激光种子注入状态检测器,其时间测量精度为45ps,测量时间范围为3.5ns^2500ns,最高脉冲重复频率为1k Hz。利用该检测器对某型号Nd∶YAG脉冲激光器进行了种子注入状态检测实验,结果显示注入(非注入)状态脉冲建立平均时间为123.27ns(134.44ns),1.35h内非注入状态激光脉冲占总激光脉冲比例为8.54%。结果表明,该脉冲激光种子注入状态检测器能够有效地检测出非注入状态的激光脉冲,对于提高激光雷达测风可靠性具有潜在的价值。 展开更多

关键词 激光技术 种子注入状态检测 激光脉冲建立时间 多普勒测风激光雷达

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内蒙古自治区一次沙尘过程的激光雷达分析 被引量：2

18

作者 任超 程周杰 李荣忠 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期427-434,共8页

为了探究沙尘污染过程中高时空分辨率的结构特征,利用相干多普勒测风激光雷达、地面观测站、中分辨率成像光谱仪,结合卫星气溶胶光学厚度数据产品、欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料(ERA5)以及混合单粒子拉格朗日积分轨道(HYSPLIT)... 为了探究沙尘污染过程中高时空分辨率的结构特征,利用相干多普勒测风激光雷达、地面观测站、中分辨率成像光谱仪,结合卫星气溶胶光学厚度数据产品、欧洲中期天气预报中心第5代再分析资料(ERA5)以及混合单粒子拉格朗日积分轨道(HYSPLIT)后向轨迹模式,分析了2019-10-27~2019-10-28内蒙古自治区锡林郭勒盟一次典型的沙尘天气过程。结果表明,此次沙尘是受高空冷涡、蒙古气旋的共同影响,配合冷锋在高温时段过境沙源地,热力叠加动力条件有利于沙尘随西风扩散;沙尘来临前后,地表气温变化明显;卫星产品、HYSPLIT模式结合雷达风廓线可以更准确地确定沙尘来源,激光雷达反演的气溶胶消光系数可反映边界层大气中气溶胶的变化情况;2019-10-28T02:00地面PM10的质量浓度达到最大值268μg/m^(3),消光系数超过30km^(-1),达到最大值,雷达反演数据在时间上会有延迟;城市下垫面使得沙尘污染快速减弱,雷达所在的草地下垫面容易受垂直风切变影响产生持续性污染。该研究对应用相干多普勒测风激光雷达、认识沙尘的污染过程以及传输特性很有帮助。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 沙尘过程监测 相干多普勒测风激光雷达 气溶胶消光系数 下垫面

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激光大气传输特性及其回波信号仿真研究 被引量：6

19

作者 严卫 张日伟 +1 位作者 代登坡 江乐飞 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期564-571,共8页

基于Rayleigh散射和Mie散射理论,利用已有的中光谱分辨率大气辐射传输模式(MODTRAN)数据及参考模式大气(RMA)数据资料,对355nm、2μm、10μm激光信号的散射、消光、透射等大气传输特性进行了仿真和比较。同时利用高斯函数分析了355nm波... 基于Rayleigh散射和Mie散射理论,利用已有的中光谱分辨率大气辐射传输模式(MODTRAN)数据及参考模式大气(RMA)数据资料,对355nm、2μm、10μm激光信号的散射、消光、透射等大气传输特性进行了仿真和比较。同时利用高斯函数分析了355nm波长处的Rayleigh和Mie回波信号光谱分布,并模拟了不同高度处的大气回波信号光谱。结果表明:与2μm、10μm相比,355nm波长的激光信号的散射特性较好;其在大气中传输时,衰减严重,适用于晴空大气;该波段的多普勒测风激光雷达接收到的回波信号在底层以Mie信号为主,高层以Rayleigh信号为主;综合考虑各种因素,选用355nm作为星载多普勒测风激光雷达的工作波长。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 MODTRAN RMA 散射 消光 透射率

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采用温控和碘吸收池技术的发射激光稳频技术 被引量：3

20

作者 李路 庄鹏 +2 位作者 谢晨波 王邦新 邢昆明 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期78-85,共8页

多普勒测风激光雷达通过分析系统回波信号的多普勒频移反演出风速,为提高风场探测精度,从稳频技术方面展开研究。在稳频过程中,分别采取措施消除激光频率的长期漂移和短期抖动。针对激光频率的长期漂移,设计并研制了种子激光器温控箱,... 多普勒测风激光雷达通过分析系统回波信号的多普勒频移反演出风速,为提高风场探测精度,从稳频技术方面展开研究。在稳频过程中,分别采取措施消除激光频率的长期漂移和短期抖动。针对激光频率的长期漂移,设计并研制了种子激光器温控箱,通过水浴的控温方式大大减小了激光频率的长期漂移,将激光频率稳定在±50 MHz以内;针对激光频率的短期抖动,采用以碘分子吸收池为核心器件的稳频系统,通过半导体控温方式对碘分子吸收池精确控温,控温精度达0.03℃,提高了稳频精度,将激光频率进一步稳定在±8 MHz以内,满足±10 MHz以内的设计精度要求。通过搭建多普勒测风激光雷达系统,对发射激光稳频装置进行系统验证,连续4组风场观测结果表明:系统探测高度为17 km,绝大部分方差在4 m/s以下,满足测风激光雷达测量指标的要求。 展开更多

关键词 多普勒测风激光雷达 激光频率漂移 稳频 碘分子吸收池 温控

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