本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光測風(fēng)雷達(dá)走航測量速度校準(zhǔn)的方法。

背景技術(shù)：

風(fēng)是研究大氣動力學(xué)和氣候變化的一個重要參量,利用風(fēng)的相關(guān)數(shù)據(jù)可以預(yù)見大氣變化,幫助人類對大氣中的液相物質(zhì)、固相物質(zhì)、氣溶膠及物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換等有進(jìn)一步的了解,以提高氣象分析和全球氣候變化預(yù)測的能力。

隨著大氣污染問題的日益突出，各國學(xué)者對于氣溶膠的研究越來越廣泛，大氣氣溶膠是指懸浮于大氣中的固體和液體顆粒,使用激光雷達(dá)對大氣進(jìn)行遙感探測可以得到較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，激光雷達(dá)是通過向大氣發(fā)射激光束，利用大氣中的氣溶膠為媒介進(jìn)行大氣遙感探測，由于激光波長較短以及脈沖寬度很窄，因而可以實(shí)現(xiàn)大氣層內(nèi)高精度高時空分辨率探測。當(dāng)激光脈沖，微波或聲波發(fā)射到大氣中，傳播路徑上的氣溶膠粒子在風(fēng)力作用下產(chǎn)生運(yùn)動，氣溶膠粒子的運(yùn)動速度與風(fēng)速具有一致性，根據(jù)多普勒效應(yīng)，后向散射光，微波或聲波的頻率會發(fā)生改變，檢測頻率的改變量，可以推算氣溶膠粒子的運(yùn)動速度，從而獲得空間的風(fēng)速分布。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于校準(zhǔn)走航觀測中載體運(yùn)動造成的多普勒風(fēng)速誤差，以獲得實(shí)際的風(fēng)速。

本發(fā)明的一種激光測風(fēng)雷達(dá)走航測量速度校準(zhǔn)的方法，所述激光測風(fēng)雷達(dá)設(shè)于走航載體上，由于走航載體的移動，測量得到的風(fēng)速為vh為所述走航載體移動速度，則實(shí)際風(fēng)速為

可選地，所述激光測風(fēng)雷達(dá)至少獲得三個不同方向的徑向風(fēng)速，每個所述徑向風(fēng)速的算法如下：設(shè)風(fēng)速為激光發(fā)射方向?yàn)?imgfile="bda0001342932530000024.gif"wi="700"he="60"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>其中，θ，分別為激光發(fā)射方向的天頂角和水平角，則徑向風(fēng)速為

可選地，所述走航載體包括車、船、飛機(jī)的可移動工具。

可選地，所述激光測風(fēng)雷達(dá)采集某一個方向的徑向風(fēng)速信號的時間為0.5s～2.0s。

可選地，所述激光測風(fēng)雷達(dá)載體上設(shè)有電子羅盤和gps測速裝置，通過所述電子羅盤和gps測速裝獲得1s內(nèi)gps速度及電子羅盤方向，取速度與方向的各自均值，設(shè)為vh，則激光測風(fēng)雷達(dá)載體的平均移動速度為

可選地，所述激光測風(fēng)雷達(dá)發(fā)射的水平角度較之前每次采集的水平角度差在10度以上。

可選地，所述激光發(fā)射在水平方向的投影與電子羅盤的夾角為為固定值；激光的實(shí)際發(fā)射方向?yàn)?imgfile="bda0001342932530000032.gif"wi="700"he="53"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>測得的徑向風(fēng)速應(yīng)為其中，

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的一種激光測風(fēng)雷達(dá)走航測量速度校準(zhǔn)的方法，實(shí)現(xiàn)了多普勒激光雷達(dá)的走航觀測，校準(zhǔn)了載體移動過程中產(chǎn)生的測量偏差，同時，為了提高激光雷達(dá)的信噪比，得到更精準(zhǔn)的測量，激光雷達(dá)在測量過程中隨著載體移動累加多個激光脈沖的后向散射光信號，因此激光雷達(dá)會以一定時間間隔輸出探測到的風(fēng)速，激光雷達(dá)探測到的風(fēng)速信號以一定的距離分辨率離散在徑向空間，獲得區(qū)域內(nèi)觀測物的分布。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明激光測風(fēng)雷達(dá)在4個時間點(diǎn)下的不同方向的徑向風(fēng)速示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種激光測風(fēng)雷達(dá)走航測量速度校準(zhǔn)的方法，當(dāng)激光雷達(dá)系統(tǒng)觀測正向或背向系統(tǒng)以速度v移動的風(fēng)時，其徑向方向產(chǎn)生的多普勒頻移為fdop＝2v/λ，假設(shè)風(fēng)速為激光發(fā)射方向?yàn)?imgfile="bda0001342932530000042.gif"wi="700"he="60"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>θ，分別為激光發(fā)射方向的天頂角和水平角，則徑向風(fēng)速為

將上述激光測風(fēng)雷達(dá)置于走航載體上，隨著載體的移動，測量得到的風(fēng)速為vh為激光測風(fēng)雷達(dá)載體移動速度，則實(shí)際風(fēng)速為其中，走航載體可以為車、船、飛機(jī)等移動工具。

具體地，移動載體獲得空間實(shí)際風(fēng)速風(fēng)向的步驟包括：

在走航載體上安裝電子羅盤及gps測速裝置，電子羅盤及gps測速裝置的刷新頻率在10hz以上，通過上述電子羅盤和gps測速裝獲得1s以內(nèi)的gps速度及電子羅盤方向，獲取速度與方向的各自均值，設(shè)為vh，激光雷達(dá)采集某一個方向的徑向風(fēng)速信號的時間在1s左右，一般為0.5s～2.0s，則激光測風(fēng)雷達(dá)載體的平均移動速度為

激光發(fā)射在水平方向的投影與電子羅盤的夾角為為固定值；激光的實(shí)際發(fā)射方向?yàn)?imgfile="bda0001342932530000054.gif"wi="700"he="42"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>測得的徑向風(fēng)速應(yīng)為其中，

進(jìn)一步，激光測風(fēng)雷達(dá)隨著載體運(yùn)動，連接獲得至少3個不同方向的徑向風(fēng)速，在實(shí)際測量中一般采集4個不同方向的徑向風(fēng)速才能合成一個實(shí)際風(fēng)速。

如圖1所示，假設(shè)激光測風(fēng)雷達(dá)分別在t1,t2,t3和t4時間點(diǎn)下向4個不同的方向發(fā)射激光，以獲得4個不同方向的徑向風(fēng)速，且這4個方向相對于電子羅盤的位置是固定的，那么，從獲得的第5個徑向風(fēng)速開始，可以通過使用之前3個歷史徑向風(fēng)速來合成實(shí)際風(fēng)速，第6個，第7個及之后均以此類推。

需要說明的是，在實(shí)際使用中由于走航載體的移動，在獲取當(dāng)前實(shí)時徑向風(fēng)速后需要判斷是與前面的3個歷史徑向風(fēng)速方向是否重復(fù)，若重復(fù)，則舍棄當(dāng)前結(jié)果，重復(fù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為角度偏差在10度以內(nèi)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。