瑞利散射测风激光雷达数据分析与处理

• 作 者: 徐文静
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 激光雷达 风速反演算法 分子散射 测量原理 大气探测

本文介绍了基于分子散射的三通道多普勒测风激光雷达。内容主要分为四部分:　　
首先,叙述了大气风场探测的研究意义和多普勒测风激光雷达的发展概况,给出了激光与大气介质相互作用的机制和洲风激光雷达进行大气探测的基本原理。　　
其次,对三通道瑞利散射多普勒测风激光雷达的系统结构,测量原理进行了介绍。给出了探测器响应的影响,并对校准过程进行了阐述。详细分析了激光需达信号去噪原理,使用三种平滑方法对模拟信号做处理,并比较了其优劣,最终选择S-G平滑作为此系统的原始数据平滑方法。　　
再次,提出了根据实测数据及时调整标准具位置的激光频率反演方法,此方法有效减小了激光频率漂移和抖动造成的反演误差。同时,对传统风速算法进行了改进,利用非线性迭代算法处理数据,通过对两种算法处理结果的比较,发现迭代算法具有更高的反演精度。对四波束扫描反演风场的方法进行了介绍。　　
最后,给出了三通道多普勒测风激光雷达的外场测量结果,与气球测量数据进行了对比,获得了良好的一致性。给出了2010年8月2号到2010年8月15号的连续风场分布廓线。对风速处理算法做出了有效验证。