高分辨率变焦式连续波测风激光雷达设计与实验

• Published in: 大气与环境光学学报 Vol. 17; no. 4; pp. 393 - 408
• Main Authors: 崔桐, 陈相成, 戴光耀, 张洪玮, 王琪超, 吴松华
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 青岛海洋科学与技术试点国家实验室,区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛266237 2022; 中国海洋大学海洋高等研究院信息科学与工程学院,海洋遥感研究所,山东青岛 266100%中国海洋大学海洋高等研究院信息科学与工程学院,海洋遥感研究所,山东青岛 266100
• Subjects: 相干探测; 测风激光雷达; 变焦; 连续波激光
• ISSN: 1673-6141
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-6141.2022.04.002

TN958%P407; 为实现近场风场的非接触式高分辨、高精度测量,弥补脉冲相干测风激光雷达在近场风场测量存在盲区的缺陷,选用对人眼安全的1550 nm工作波长的高功率连续波光纤激光器作为光源,基于激光多普勒相干测风原理,通过改变连续波激光聚焦位置实现风场不同位置的风速探测.为提高系统的信噪比(SNR),优化选取了当前系统本振光功率参数;并通过优化设计"有效频谱质心"算法,对连续波测量体积内存在多个速度分量数据进行处理,从而提高数据反演精度.使用该激光雷达系统与超声波风速计进行对比实验,风速数据相关性为0.98,标准差为0.16 m.s-1.在此基础上,利用该激光雷达系统进行长期风速观测实验,选取不同天气气溶胶含量差别较大的多组数据进行分析,同时对近地面及近建筑物风场内风速的变化进行了探究.局地风速观测实验结果表明,该激光雷达系统的风速测量区间为0.3～18 m·s-1,风场测量位置2～30 m,能够实现风场风速梯度的连续测量.