基于碘分子濾波器的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)反演算法優(yōu)化研究.pdf

1、測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)已經(jīng)成為大氣風(fēng)場(chǎng)測(cè)量的最有效工具之一,風(fēng)場(chǎng)反演算法直接影響激光雷達(dá)的測(cè)量精度和性能。為了提高風(fēng)場(chǎng)測(cè)量精度,優(yōu)化反演算法是一個(gè)重要途徑。本文針對(duì)基于碘分子濾波器的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá),在原有的風(fēng)場(chǎng)反演算法的基礎(chǔ)上,優(yōu)化風(fēng)廓線反演算法,并開展了雙多普勒激光雷達(dá)反演水平風(fēng)場(chǎng)的算法研究。
　　本文首先介紹了基于碘分子濾波器的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)硬件系統(tǒng)以及大氣后向散射信號(hào)的光譜組成;其次介紹了風(fēng)速測(cè)量原理和目前使用的直接測(cè)量靈敏度的風(fēng)廓線反演

2、算法。論文主體部分是優(yōu)化風(fēng)廓線的反演算法和研究雙多普勒激光雷達(dá)水平風(fēng)場(chǎng)反演算法。
　　優(yōu)化風(fēng)廓線反演算法有三個(gè)部分:首先,分析了靈敏度非線性誤差的影響因素,對(duì)比了不同氣溶膠含量和高度下的誤差,提出了利用查找表校正靈敏度非線性誤差的方法,利用激光雷達(dá)與探空氣球的同步觀察數(shù)據(jù)證明該方法的有效性,兩者的均方根誤差從2.52m/s降低到2.31m/s,約8.3％;其次,少云天氣下利用VAD方法從激光雷達(dá)徑向風(fēng)速 PPI數(shù)據(jù)反演風(fēng)廓線時(shí)要考

3、慮氣溶膠的影響,本文將Fernald方法的反演氣溶膠消光系數(shù)用于徑向風(fēng)速的質(zhì)量控制,結(jié)果表明該方法可以提高少量云時(shí)的風(fēng)廓線反演精度;最后,優(yōu)化了目前原始數(shù)據(jù)融合算法,提高了低空的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量精度。
　　雙多普勒激光雷達(dá)可以提高水平風(fēng)場(chǎng)的測(cè)量精度,本文使用激光雷達(dá)多仰角PPI數(shù)據(jù)開展雙多普勒激光雷達(dá)水平風(fēng)場(chǎng)反演算法研究:首先,介紹了雙多普勒激光雷達(dá)反演水平風(fēng)場(chǎng)的原理和方法;其次,給出了水平風(fēng)場(chǎng)反演結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　另外