基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达的研究

摘要

为了深入探索气候变化和数值天气预报及有效避开切变风以提高飞行安全等方面，迫切需要可靠的、精确的风场分布数据，所以对大气风场的实时测量具有重要的意义。 传统的风场测量方法已不能很好地满足目前的需求，而测风激光雷达在空间分辨率、角度方位、积分时间和机动性方面较传统的风场测量方法具有优势。在对大气低层探测时，直接探测方法中的条纹技术因其对瑞利散射不敏感较边缘技术具有优势。传统的条纹技术采用的是Fabry=Perot标准具作为鉴频器，其产生的是环状条纹，不利于测量，而Fizeau干涉仪产生的是线条纹，便于直接用线列探测器来探测条纹的重心变化以确定风速大小。 围绕这一课题背景，本文研究了基于Fizeau干涉仪测风激光雷达的原理。导出了基于Fizeau干涉仪和CCD的测风激光雷达测量风速时，最终CCD每个通道接收回波信号的一般表达式；对干涉仪参数作了优化；对风速反演方法进行了讨论，重点对重心法作了修正并导出相应的风速测量误差公式；分析了影响系统测量精度的因素；利用Monte-Carlo方法模拟了系统的风速测量性能。得出了在0～3Km高度，采用条纹技术测量的风速误差小于0．3lm／s，系统的测量精度满足测量要求。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章激光大气风场遥感原理

第三章基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达的设计

第四章影响风速测量精度的因素分析

第五章利用Monte-Carlo方法模拟结果分析

第六章总结

硕士研究生阶段发表与待发表的论文

参考文献

致谢