[发明专利]基于频谱特征信号的多气象参数同步测量方法及激光雷达

权利要求书

1.基于频谱特征信号的多气象参数同步测量方法，具体为：

(1)向空中发射准直脉冲激光，经过大气后向散射后形成激光回波信号；

(2)激光回波信号经过法布里珀罗标准具后发生等倾干涉形成同心干涉圆环；

(3)检测同心干涉圆环的光强度，对其作去卷积运算还原得到激光回波信号光谱；

(4)去除激光回波信号光谱中的米氏散射谱，得到瑞利布里渊散射谱V_RB；

(5)选用目标函数对瑞利布里渊散射谱V_RB进行曲线拟合，得到正布里渊散射谱反布里渊散射谱和瑞利散射谱V_Rayl(v)，其中V^=VRayl(v)VBrill+(v)VBrill-(v),]]>v为频率，C0=ABB,]]>A为瑞利权重系数，B为布里渊权重系数，T表示转置；

(6)依据正布里渊散射谱反布里渊散射谱和瑞利散射谱V_Rayl(v)计算得到中心频率偏移、瑞利散射频谱能量、布里渊散射谱的半高宽以及布里渊频移，并依据米氏散射谱获取米氏散射谱能量；

(7)依据中心频率偏移、瑞利散射频谱能量、布里渊散射谱的半高宽、布里渊频移和米氏散射谱能量计算出大气风场、气体密度、大气温度、气溶胶浓度及光学厚度。

2.根据权利要求1所述的多气象参数同步测量方法，其特征在于，所述V_Rayl(v)为佛克脱Voigt函数或类佛克脱pseudo-Voigt函数或高斯函数或洛伦兹函数。

3.实现权利要求1或2所述多气象参数同步测量方法的激光雷达，包括激光发射系统(1)、激光接收系统(2)和信号采集和处理系统(3)，

激光发射系统(1)包括激光器(101)、倍频器(102)、分光器(103)、扩束镜(104)和光学发射器(105)，激光器(101)产生的激光依次通过倍频器(102)、分光器(103)、扩束镜(104)和光学发射器(105)后向空中发射准直激光脉冲，经过大气后向散射形成激光回波信号；

激光接收系统(2)包括望远镜(201)、扩束镜(202)和光学滤波器(203)，望远镜(201)接收的激光回波信号依次通过扩束镜(202)和光学滤波器(203)形成同心干涉圆环，所述光学滤波器为法布里珀罗标准具；

信号采集和处理系统(3)包括光电探测器(301)和控制和处理单元(302)，光电探测器(301)将同心干涉圆环从光信号转换为电信号传送给控制和处理单元(302)，控制和处理单元(302)对同心干涉圆环进行处理得到气象参数。