基于碘分子濾波器的測風激光雷達反演算法優(yōu)化研究.pdf

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

2、算法。論文主體部分是優(yōu)化風廓線的反演算法和研究雙多普勒激光雷達水平風場反演算法。
　　優(yōu)化風廓線反演算法有三個部分:首先,分析了靈敏度非線性誤差的影響因素,對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方法從激光雷達徑向風速 PPI數(shù)據(jù)反演風廓線時要考

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)用于徑向風速的質(zhì)量控制,結(jié)果表明該方法可以提高少量云時的風廓線反演精度;最后,優(yōu)化了目前原始數(shù)據(jù)融合算法,提高了低空的風場測量精度。
　　雙多普勒激光雷達可以提高水平風場的測量精度,本文使用激光雷達多仰角PPI數(shù)據(jù)開展雙多普勒激光雷達水平風場反演算法研究:首先,介紹了雙多普勒激光雷達反演水平風場的原理和方法;其次,給出了水平風場反演結(jié)果并對結(jié)果進行了分析。
　　另外