《相干都卜勒雷射雷達數據反演方法和實驗研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由劉繼橋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：相干都卜勒雷射雷達數據反演方法和實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉繼橋
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大氣三維風場測量在氣象、環境和軍事上具有重要套用。項目對連續相干雷射雷達進行改造，實現一定距離的三維大氣風場剖面實時測量。利用實際的大氣參數，建立仿真模型，研究風速數據反演算法。在數據處理算法中，消除雷射頻率短期抖動引起的誤差，為了提高信噪比對背景噪聲進行校正，研究不同的功率譜中心頻率提取算法，比較算法反演性能，選取合適的數據反演算法。進行相干雷射雷達風速測量實驗，對比其他觀測手段獲取的風速，對數據反演算法進行驗證和改進,實現高精度反演大氣風速剖面。開展相干雷射雷達連續的風速觀測實驗，收集大量低空實時高精度風剖面數據，以滿足相關領域的套用需求。
結題摘要
大氣三維風場測量在氣象和環境等領域具有重要套用。項目開展了全光纖相干測風雷射雷達研究，解決了單頻脈衝雷射源、實時信號處理單元以及數據反演方法等關鍵技術難點，開展了雷射雷達風速測量的外場驗證試驗。單頻脈衝雷射源，通過非線性抑制方法，提升了雷射器輸出功率。實時信號處理單元，採用基於FPGA的信號處理器，實現了大數據量的實時處理。數據反演方法，採用理論模擬結合實驗數據，開展了雷射雷達數據反演及其噪聲校正方法研究，包括FFT頻譜法、PPP算法、PM算法和ML最大概似法等，考慮實時信號處理要求最後選取了FFT頻譜法。在發射雷射能量40μJ，雷射雷達望遠鏡口徑100mm時，實現了水平風速測量最大探測距離4.6km，垂直風速測量最大探測距離2.6km，距離解析度75m，風速測量精度小於0.5m/s。雷射測風雷達將在航空氣象安全、風能評估等領域得到重要套用。
