检索结果-南通市图书馆

测风激光雷达F-P标准具温度特性及锁频技术研究

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红外与激光工程 2020年

作者：王邦新李路沈法华邢昆明庄鹏谢晨波王英俭中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室中国科学技术大学研究生院科学岛分院先进激光技术安徽省实验室盐城师范学院物理与电子工程学院江苏省智能光电器件与测控工程研究中心

多普勒测风激光雷达通过分析回波信号的多普勒频移反演出风速，为提高风场探测精度，从锁频技术方面展开研究。针对F-P标准具随环境温度变化发生频谱漂移的现象，设计并研制一款基于半导体控温的F-P标准具温控箱，开展实验分析环境温度... 详细信息

多普勒测风激光雷达通过分析回波信号的多普勒频移反演出风速，为提高风场探测精度，从锁频技术方面展开研究。针对F-P标准具随环境温度变化发生频谱漂移的现象，设计并研制一款基于半导体控温的F-P标准具温控箱，开展实验分析环境温度对F-P标准具的影响，并得出在每改变1K时，F-P频谱平均漂移了231.6MHz。在稳频的基础上，开展了锁频技术研究，通过高速采集卡直接采集脉冲信号形式，并采用对脉冲信号积分方式代替取脉冲峰值，更加准确的得到脉冲信号强度，提高了锁频精度。为了验证锁频效果，对比了锁频前后径向风速偏差，得到锁频前4组径向风速廓线方差平均值为4.24m/s，最大方差为6.9m/s，而锁频后方差平均值为3.03m/s，最大方差为4.8m/s，满足测风激光雷达的性能需求。

关键词：测风激光雷达 F-P标准具温度特性锁频技术

基于激光雷达和航空器报告识别低空风切变及其演变过程研究

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高原气象 2023年第5期42卷 1338-1350页

作者：丁婕张镭胡泽勇王介民张开俊梁捷宁王元张志达徐丽丽王瑾蔡涛半干旱气候变化教育部重点实验室兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国民用航空西北地区空中交通管理局甘肃分局甘肃兰州730087 中国科学院大学北京100049 兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

低空风切变是影响航空安全和高效运行的重要因素。中川机场作为山地型内陆机场,受复杂地形和天气系统影响,风切变发生频率高且多发于夏季。本文根据航空器报告统计分析2009-2018年中川机场低空风切变事件的时空分布特征,采用基于测风激... 详细信息

低空风切变是影响航空安全和高效运行的重要因素。中川机场作为山地型内陆机场,受复杂地形和天气系统影响,风切变发生频率高且多发于夏季。本文根据航空器报告统计分析2009-2018年中川机场低空风切变事件的时空分布特征,采用基于测风激光雷达(Windcube 400s-at)资料的风切变识别方法对比了固定窗口法和自适应窗口法的识别效果,并探究了该地区风切变三维结构的连续演变和空间分布特征。研究表明,近十年中川机场低空风切变事件发生频次的增长率大于航班量的增长率;受天气影响,低空风切变事件峰值出现于4-7月和8-10月;67.2%低空风切变事件伴随对流天气,多发生于午后200 m高度以下,危险性高、风切变强度受对流天气强度影响。相比于固定窗口法,自适应窗口法识别范围更大,更适用于风切变三维结构连续演变的研究。该区域风切变垂直空间分布低,水平尺度多为1000~1500 m和2000~2600 m,过程持续时间多在20 min内,移动方向主要受背景风影响。本文研究结果有助于进一步了解该区域风切变的特征,为低空风切变识别、演变机理和预报预警等提供参考。

关键词：测风激光雷达低空风切变航空气象中川机场

超大城市综合气象观测试验之测风激光雷达数据评估

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热带气象学报 2022年第2期38卷 253-264页

作者：张志坚张静伍光胜高瑞泉广州市突发事件预警信息发布中心广东广州511430 广州市气象台广东广州511430 深圳市国家气候观象台广东深圳518040

为评估用于超大城市综合气象观测试验的测风激光雷达,从最大有效探测高度和数据获取率两方面对测风激光雷达的探测能力进行分析,同时使用测风激光雷达与深圳气象梯度观测塔的测风资料从不同观测高度、不同观测值等方面进行对比分析,结... 详细信息

为评估用于超大城市综合气象观测试验的测风激光雷达,从最大有效探测高度和数据获取率两方面对测风激光雷达的探测能力进行分析,同时使用测风激光雷达与深圳气象梯度观测塔的测风资料从不同观测高度、不同观测值等方面进行对比分析,结果表明:测风激光雷达与深圳气象梯度观测塔的风速、风向一致性较好,相关系数分别为0.96、0.99,平均绝对误差分别为0.54 m/s、9.95°,且不同高度层的测风结果也较为一致,但雨天和雾天条件对测风激光雷达的最大有效探测高度和数据获取率影响较大,设备探测能力受到一定的限制。

关键词：测风激光雷达探测能力分析综合气象观测试验超大城市数据评估

1.55 μm激光雷达高原机场下击暴流探测应用研究

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激光技术 2023年

作者：牛向华黄轩朱文会郑佳锋唐顺仙任涛程振成都信息工程大学电子工程学院民航青海空管分局气象台北京应用气象研究所成都信息工程大学大气科学学院地理信息工程国家重点实验室

为了探究激光雷达在湿下击暴流天气时的风场探测效果和低空风切变识别能力，采用多元资料结合具体事件进行理论分析和数据验证的方法，利用西宁曹家堡国际机场的测风激光雷达数据，结合地面观测记录，对2021-05-18的一次湿下击暴流过程... 详细信息

为了探究激光雷达在湿下击暴流天气时的风场探测效果和低空风切变识别能力，采用多元资料结合具体事件进行理论分析和数据验证的方法，利用西宁曹家堡国际机场的测风激光雷达数据，结合地面观测记录，对2021-05-18的一次湿下击暴流过程进行了分析和研究。结果表明，下击暴流具有复杂的风场结构，主体到达机场前，首先造成了超过14 m/s的外流，并与环境风耦合形成逆风切变辐合线，且最强外流区位于辐合线后侧1 km ～2 km；下击暴流抵达跑道上空时，造成了地面辐散风场，辐散中心风速远小于外流边缘且垂直气流存在着剧烈变化，下击暴流共持续约10 min；测风激光雷达对雷暴云内部垂直气流分布、跑道区域下击暴流辐散风场的水平和垂直结构以及地面风场辐合线的形成和演变均有良好的识别效果，交互使用雷达不同探测模式和数据产品有利于机场低空风切变的监测和预警。该研究为激光雷达在下击暴流风切变预报和研究中的应用提供了参考。

关键词：激光技术测风激光雷达精细结构湿下击暴流低空风切变垂直气流

基于探空数据的测风激光雷达在黄海西部海岸带的适用性分析

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海洋科学进展 2023年

作者：时晓曚鄢珅王琳淼庞华基青岛市黄岛区气象局自然资源部第一海洋研究所青岛市气象局

利用2021年4月至2022年12月期间位于黄海西部海岸带青岛国家基本气象站观测场内的多普勒测风激光雷达和L波段气球探空系统（以下简称L波段探空，Lradar），经过观测数据时间和空间相互匹配，以L波段探空测风数据为参照标准,对测风激光... 详细信息

利用2021年4月至2022年12月期间位于黄海西部海岸带青岛国家基本气象站观测场内的多普勒测风激光雷达和L波段气球探空系统（以下简称L波段探空，Lradar），经过观测数据时间和空间相互匹配，以L波段探空测风数据为参照标准,对测风激光雷达探测高度、水平风速和水平风向的探测能力进行对比分析，结果表明：最大探测高度日变化特征与边界层高度日变化较为吻合，每日09:00探测高度最低约1 000 m,17:00则达到探测高度的峰值约1 300 m。在筛选出的共计1 768次二者共同观测时刻中，超过90%测风激光雷达最大观测高度低于2 000 m，不足500 m的时刻约占16%。二者水平风速和水平风向的线性拟合效果较好，相关系数分别高达0.97和0.98，其探测能力在海风和陆风时刻存在微小差异。测风激光雷达水平风速误差随高度和风速大小的变化存在差异，在500 m以下测风激光雷达平均风速明显大于L波段探空测得的平均风速，在500 m至1 500 m误差较小。在4级风及以下，风速误差分布较为集中；5到7级风，风速误差离散程度最大，离散值最多；8级风以上，离散误差明显减少。二者水平风向变化趋势具有较好的一致性，测风激光雷达风向误差以正值为主，即相较于L波段探空顺时针偏转。在低层以偏北和偏南风向为主，在西北（NW）、北西北（NNW）、正南（S）和南东南（SSE）方向上其频率小于L波段探空，在正北（N）、北东北（NNE）、南西南（SSW）和西南（SW）方向上大于L波段探空，高层开始转为偏西风向，在正西（W）方向频率明显大于L波段探空。以上结果表明，测风激光雷达可以较好地刻画出黄海西部海岸带边界层内的风场信息，为后续测风激光雷达在海岸带和海上观测的业务应用提供有效参考。

关键词：黄海西部海岸带测风激光雷达 L波段气球探空系统低空风场

海上漂浮式激光雷达运动平台模拟器设计及应用

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第12期52卷 134-141页

作者：张凯临张文静秦胜光中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 青岛镭测创芯科技有限公司山东青岛266100

本文介绍了海上漂浮平台运动模拟器的设计和应用。为了模拟测风激光雷达在海上的工作环境,验证测风激光雷达在非稳定平台的风场计算算法,设计了一套六自由度运动平台模拟器,平台可以按浮标实测数据运动或按固定振幅频率正弦数据运动,搭... 详细信息

本文介绍了海上漂浮平台运动模拟器的设计和应用。为了模拟测风激光雷达在海上的工作环境,验证测风激光雷达在非稳定平台的风场计算算法,设计了一套六自由度运动平台模拟器,平台可以按浮标实测数据运动或按固定振幅频率正弦数据运动,搭载激光雷达进行测风实验。本文将两台激光雷达分别处于静止和运动状态进行测风,研究平台运动速度对风场反演的影响。结果显示,平台静止时两台雷达风速平均误差最小,为0.0198 m/s,风向平均误差与最小风向平均误差基本相同,为2.0219°。随着平台运动速度的增加,风速和风向的反演误差也随之增加。该平台能够模拟海上漂浮平台的运动,搭载海上测风激光雷达进行实验,且分析结果能为风场反演算法的优化提供参考。

关键词：运动模拟器测风激光雷达六自由度运动平台测风实验反演误差

测风激光雷达法布里-珀罗标准具参数及其性能分析

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光学学报 2011年第3期31卷 1-5页

作者：王国成孙东松段连飞舒志峰中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031 解放军炮兵学院三系安徽合肥230031 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026

法布里-珀罗(F-P)标准具是直接探测多普勒测风激光雷达常用的鉴频器件,标准具的性能及其入射光路的设计对整个探测系统的测量误差起着决定性的作用。基于三通道标准具的检测原理,对标准具的主要设计参数如自由谱间距、带宽和边缘通道之... 详细信息

法布里-珀罗(F-P)标准具是直接探测多普勒测风激光雷达常用的鉴频器件,标准具的性能及其入射光路的设计对整个探测系统的测量误差起着决定性的作用。基于三通道标准具的检测原理,对标准具的主要设计参数如自由谱间距、带宽和边缘通道之间峰值间距等进行了分析,给出了设计方法;入射光的状态对标准具透射率曲线的影响较为明显,根据标准具透射率相关方程,分别讨论了入射光的入射角、发散角和入射光斑未全部通过标准具设计通道对透射率曲线的影响,并且给出了相应的测量误差分析。

关键词：测风激光雷达法布里-珀罗标准具参数设计误差分析

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测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计

激光技术 2023年第3期47卷 425-431页

作者：蒋佳佳沈法华周慧杨亮亮仇成群徐华盐城工学院电气工程学院盐城224051 盐城师范学院物理与电子工程学院江苏省智能光电器件与测控工程研究中心盐城224007 江苏省大气探测激光雷达技术军民融合创新平台盐城224007

传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简... 详细信息

传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简单正反向函数关系式,对楔形棱镜的折射率和楔角进行了优化选取和设计。结果表明,当工作波长为532 nm、楔形棱镜材料折射率为2.03时,最优设计楔角为19.5°;出射光束最大天顶角不仅取决于楔形棱镜折射率和楔角,还受光束压缩效应的制约。该系统结构紧凑、便于集成,能实现出射光束大范围和快速高精度的扫描,也能实现测风激光雷达以平面位置显示、距离高度显示等光束扫描模式工作。

关键词：光学设计 2维扫描系统测风激光雷达旋转双楔形棱镜光束指向正反解

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测风激光雷达应用于机场能见度及云底高探测

激光与红外 2010年第8期40卷 817-820页

作者：熊兴隆闫朴蒋立辉庄子波中国民航大学电子信息工程学院天津300300

直接探测多普勒测风激光雷达通过探测大气后向散射信号的多普勒频移来反演风速。分析了上述后向散射信号在大气能见度和云底高探测上应用的可行性。选择了Klett方法反演大气能见度,并设计了分段计算云底高的流程。根据上述算法编写了反... 详细信息

直接探测多普勒测风激光雷达通过探测大气后向散射信号的多普勒频移来反演风速。分析了上述后向散射信号在大气能见度和云底高探测上应用的可行性。选择了Klett方法反演大气能见度,并设计了分段计算云底高的流程。根据上述算法编写了反演程序并对激光雷达数据进行处理。与外场观测记录对比,得出了反演结果与目测基本吻合的结论。

关键词：测风激光雷达民航气象能见度云底高