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公开(公告)号:CN115267828A
公开(公告)日:2022-11-01
申请号:CN202110474908.6
申请日:2021-04-29
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/95 , G01S7/484 , G01S7/4861 , G01S7/487 , G01S7/48
Abstract: 本发明公开了一种基于差分相关脉冲的激光雷达测风方法及系统,相关方法,包括:向大气分时发射两类激光脉冲,并采用相干接收采集大气回波信号;利用长、短两种窗函数提取大气回波信号并计算时域互相关信号,并对所得互相关信号进行傅立叶变换获得频域信号;对两类激光脉冲的频域信号进行差分并多次测量平均,提取信号的多普勒频移进而计算径向风速。该方案采用差分相关脉冲技术,利用相关运算避免大气回波信号初相位随机性的影响,通过差分降低了等效散射体积,可以在不影响信噪比、不增大谱宽的前提下实现更高空间分辨率的风速测量。
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公开(公告)号:CN110082778B
公开(公告)日:2023-04-21
申请号:CN201910445623.2
申请日:2019-05-27
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/88
Abstract: 本发明公开了一种基于单光子探测的相干测风激光雷达,本发明技术方案采用相干检测方式,通过大气回波信号和本振光拍频,将检测频率从THz量级转变到MHz量级,并通过单光子探测器对射频信号进行数字采样,简化信号处理,通过对数字信号进行傅里叶变换提取大气风场信息。本发明提出的基于单光子探测的相干测风激光雷达,一方面相比直接探测方式,简化了光路,提高了系统稳定性,另外一方面,通过单光子探测,降低了信号传输、存储和处理的难度,实现实时处理。
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公开(公告)号:CN108445509B
公开(公告)日:2020-06-26
申请号:CN201810316127.2
申请日:2018-04-10
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/95
Abstract: 本发明公开了一种基于GPU的相干激光雷达信号处理方法,该方法基于英伟达公司的统一计算架构(CUDA)算法,使用显卡(GPU)并行运算代替传统相干测风激光雷达中的FPGA或DSP运算,使用CPU对GPU输出的功率谱进行保存和深入处理。相对于传统相干测风激光雷达,使用GPU运算速度更快,成本更低,可以实现实时风速反演或实时时‑频变换。将功率谱数据保存,便于使用其他算法对数据进行深度处理,以提取大气能见度、大气退偏振比等更多有用信息。
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公开(公告)号:CN110749872A
公开(公告)日:2020-02-04
申请号:CN201810813114.6
申请日:2018-07-23
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S7/481 , G01S17/88 , G01N21/3504
Abstract: 本发明提供了一种相干差分吸收激光雷达,包括:第一可调连续波激光器、第二可调连续波激光器、分束器、声光调制器、激光放大器、环形器、发射接收望远镜、耦合器、平衡探测器、采集卡和数字信号处理系统。本发明通过选择待测气体分子在中红外的合适的吸收线,确定需要的两个激光波长,再通过分束器分出本振光和信号光,最后通过耦合器分别合频,采用平衡探测器进行探测,得到了气体分子浓度。由于中红外部分气体更高的吸收截面系数和更小的背景辐射,提高了探测灵敏度,采用相干探测替代直接探测,减少了量子效率低对探测精度的影响,提高了回波信号利用率,提高了差分吸收激光雷达的性能。
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公开(公告)号:CN108445509A
公开(公告)日:2018-08-24
申请号:CN201810316127.2
申请日:2018-04-10
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/95
Abstract: 本发明公开了一种基于GPU的相干激光雷达信号处理方法,该发明基于英伟达公司的统一计算架构(CUDA)算法,使用显卡(GPU)并行运算代替传统相干测风激光雷达中的FPGA或DSP运算,使用CPU对GPU输出的功率谱进行保存和深入处理。相对于传统相干测风激光雷达,使用GPU运算速度更快,成本更低,可以实现实时风速反演或实时时-频变换。将功率谱数据保存,便于使用其他算法对数据进行深度处理,以提取大气能见度、大气退偏振比等更多有用信息。
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公开(公告)号:CN110082778A
公开(公告)日:2019-08-02
申请号:CN201910445623.2
申请日:2019-05-27
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/88
Abstract: 本发明公开了一种基于单光子探测的相干测风激光雷达,本发明技术方案采用相干检测方式,通过大气回波信号和本振光拍频,将检测频率从THz量级转变到MHz量级,并通过单光子探测器对射频信号进行数字采样,简化信号处理,通过对数字信号进行傅里叶变换提取大气风场信息。本发明提出的基于单光子探测的相干测风激光雷达,一方面相比直接探测方式,简化了光路,提高了系统稳定性,另外一方面,通过单光子探测,降低了信号传输、存储和处理的难度,实现实时处理。
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公开(公告)号:CN109814131A
公开(公告)日:2019-05-28
申请号:CN201910129881.X
申请日:2019-02-21
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/95
Abstract: 本发明公开了一种基于激光雷达风速数据的湍流参数反演方法,包括:控制激光雷达采用非连续圆锥扫描方式获得径向风速;利用径向风速以及非连续圆锥扫描时的相关角度参数来计算计算径向风速脉动量;利用径向风速脉动量计算实测方位角速度结构函数,并结合Kolmogorov模型中的理论横向速度结构函数,来计算耗散率;由径向风速和耗散率计算其他湍流参数。上述方法通过非连续圆锥扫描方式减小径向风速的测速误差,采用Kolmogorov模型并将速度结构函数作差消除噪声项后再计算耗散率,除了通过上述方式降低了湍流参数的测量误差,还可以测量除耗散率之外的能量、积分尺度、动量通量以及大气边界层高度。
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公开(公告)号:CN109814131B
公开(公告)日:2022-09-30
申请号:CN201910129881.X
申请日:2019-02-21
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: G01S17/95
Abstract: 本发明公开了一种基于激光雷达风速数据的湍流参数反演方法,包括:控制激光雷达采用非连续圆锥扫描方式获得径向风速;利用径向风速以及非连续圆锥扫描时的相关角度参数来计算计算径向风速脉动量;利用径向风速脉动量计算实测方位角速度结构函数,并结合Kolmogorov模型中的理论横向速度结构函数,来计算耗散率;由径向风速和耗散率计算其他湍流参数。上述方法通过非连续圆锥扫描方式减小径向风速的测速误差,采用Kolmogorov模型并将速度结构函数作差消除噪声项后再计算耗散率,除了通过上述方式降低了湍流参数的测量误差,还可以测量除耗散率之外的能量、积分尺度、动量通量以及大气边界层高度。
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