主被动结合云探测激光雷达系统初步设计与数据分析

发布时间：2024-04-17 21:27

　　在日常气象业务化测量中，云高、云量和云状是云观测最基本的要素。传统的观测手段主要是目测，需要气象员每天定时定点记录。随着激光雷达技术、信号处理技术、全天空成像及图像处理等技术的发展，气象要素业务化测量仪器也迅速发展起来，其中云高和云量自动化观测设备已经应用于气象测量中。但对云高、云量的观测是分别通过激光云高仪和全天空成像仪等设备独立完成的。为了使得到的气象数据更具统一性、普适性，一般需要将激光云高仪和全天空成像仪布置在同一气象观测站，既实现了云高测量又实现了云量测量。在实际气象业务化测量时，更倾向于使用同一设备来实现云量、云状以及云高的观测，这样测得的数据能够在时间地点上高度统一，便于数据融合分析。目前并没有同时测量云高和云量的气象系统。 本论文围绕云的自动定量观测需求，针对目前单一设备探测能力不足，数据难以有效融合反演的问题展开研究。初步设计了具有全天空成像功能的云探测激光雷达系统，以主被动结合的方式实现云高和云量的同时测量。首先通过ZEMAX软件模拟了主动探测模块激光云高仪的光路及光学效率，并对信噪比做了分析。其次被动成像模块利用加装鱼眼镜头的数字相机来获取全天空图像，并研究了蓝红...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1探照灯测云高的原理图

束仪是可以自动化测量云高的仪器。由发射器、探理如图1.2所示，与探照灯原理类似，但测量范围频率被调制到1kHz，发射到大气中，在一定角度散射时，散射光由垂直向上指向的探测器接收，离光源的位置和光束仰角来计算云高。该设备发射发射波长范围与云粒子粒径相当，后向散射光很，提高仪器....

图1.3微脉冲激光雷达系统结构图

度便是利用了云对激光的米散射特性。其中微脉雷达测云仪是典型探测云高的自动化仪器，性PulseLidar)微脉冲激光雷达基于米散射探测原边界层探测和气溶胶后向散射廓线探测等。激光与大气和大气中物质相互作用，产生的后向散射统收集，再进行处理。有云存在的时候，气溶发生突变，通过对回波....

;图1.5（c）AllSkyImager图1.5（d）中科院AllSkyImager;

图1.5（c）AllSkyImager图1.5（d）中科院AllSkyImager1.4论文结构与主要内容安排本论文详细叙述了地基激光雷达遥感测云和地基全天空成像仪的发展及技术动态，并针对目前气象上云测量数据在时间地点上不统一的现状基础上开展了主被动结合的云探....

图1.5（c）AllSkyImager图1.5（d）中科院AllSkyImager

图1.5（c）AllSkyImager图1.5（d）中科院AllSkyImager1.4论文结构与主要内容安排本论文详细叙述了地基激光雷达遥感测云和地基全天空成像仪的发展及技术动态，并针对目前气象上云测量数据在时间地点上不统一的现状基础上开展了主被动结合的云探....

本文编号：3956947