多次散射影响下激光大气透射仪测量误差研究

针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问 题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受 基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo 法和 Bouguer-Lamber 定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过率;其次,根据仿真结果,对不同能见度条 件下多次散射 影响程度进行分析;最后,结合可变基线与可变接收机视场角的透射仪工作原理,给出能见 度误差分析模 型。结果表明,应用激光大气透射仪进行能见度测量时,能见度越低,多次散射对测量精度 的影响越严重, 选取适当的基线长度和接收机视场角对减小多次散射引起的测量误差有重要意义。     

一种新的大气消光系数边界值确定方法

本文以激光雷达测量机场跑道斜程能见度为应用背景,提出了一种基于不动点原理的大气消光系数边界值确定方法,将确定消光系数边界值的问题转化为求解函数不动点。首先在边界层底部选取参考点,假设一个消光系数边界值,在Klett反演算法的基础上,构建消光系数均值与边界值之间的函数关系。然后依据函数不动点存在性和唯一性的条件判断不动点...     

小波不变矩的低空风切变识别

针对微下击暴流、低空急流、顺逆风以及侧风低空风切变样本图像间的形状特性关系,主要研究了小波不变矩的特征提取技术在风切变识别中的应用.首先,采用基于三次B样条的小波不变矩提取风切变图像的形状特征.然后,将提取的特征通过Fisher线性判别分析(LDA)降低维数,实现风切变有效特征的提取.最后,采用三阶近邻分类器分类识别四种低空风切变.实验结果表明,该算法与应用Hu矩和Zernike矩特征进行分类识别相比,识别结果更加稳定,且平均识别率得到了较大提高,能够有效用于风切变图像的类型识别中.     

多次散射的卷云激光雷达比反演方法研究

提出了一种Mie散射激光雷达在考虑多次散射影响时求解卷云激光雷达比的新方法。首先,根据多次散射激光雷达方程,构建关于气溶胶消光系数边界值和卷云有效激光雷达比的非线性方程组;其次,采用非线性粒子群算法求解方程组,同时得到气溶胶消光系数边界值和卷云的有效激光雷达比;然后,使用Platt的多次散射因子方程,结合邱金桓参数化的多次散射对一次散射比,计算多次散射因子,进而求得卷云的激光雷达比。使用Mie散射激光雷达真实回波信号进行了实验验证,结果表明,方法收敛速度快,精度较高,具有很好的应用价值。     

基于仿真雷达图像的低空风切变类型识别研究

采用基于小波变换提取纹理特征和BP神经网络对低空风切变的类型识别进行仿真研究。利用已有的仿真雷达数据生成仿真雷达扫描图像,通过阈值分割提取风切变区域,之后对其进行二层小波分解,求取各子带小波系数的均值和标准差作为特征向量。最后利用BP神经网络对特征向量进行识别分类。仿真结果比较理想,表明算法具有良好可行性。     

用非线性加权均值多方向形态滤波算法抑制散斑噪声

提出了一种新的用于抑制散斑噪声的非线性加权均值多方向形态滤波算法。对实际激光雷达图像处理的结果表明，该算法既有效地抑制了激光雷达图像中的散斑噪声，又保持了图像的几何结构。     

基于非线性加权均值的多方向广义形态滤波算法的Speckle噪声抑制

本文提出了一种新的用于散斑噪声抑制的非线性加权均值多方向广义形态滤波算法。对实际激光雷达图像处理结果表明:本文算法具备了小波阈值算法图像边缘保持好和局部统计滤波算法散斑噪声抑制能力强的优点,在算法复杂度降低的前提下具有了与F.Safa的改进算法(广义并行加权多方向形态滤波算法)相当的效果,即有效地抑制了散斑噪声,又保持了图像的几何结构。     

含有突变信号的激光雷达能见度反演

激光雷达进行大气能见度探测时,当探测路径上存在云、雾、烟尘或硬目标时,大气消光系数会在局部发生显著变化,表现为激光雷达回波信号在原有衰减趋势上出现突变。受此影响,直接使用现有算法将导致能见度反演精度低或错误反演。为此提出一种将突变点定位、消光系数边界值确定、消光系数迭代反演相结合的能见度反演算法。首先查找、定位突变信号所在位置;然后剔除突变点,利用斜率法得到消光系数边界值;最后基于Fernald法,以迭代方式反演大气消光系数及能见度。对两种典型大气消光模式的仿真实验表明,该算法提高了能见度反演精度,能够获得更为准确的全局能见度。利用自行研制的激光雷达能见度仪实测回波数据也验证了该算法的有效性。     

基于一种新的同态滤波算法的散斑噪声压缩

提出一种新的用于压缩散斑噪声的同态滤波算法。它在同态变换后寻求滤波窗中的最均匀区域,以其灰度均值替代滤波窗中心像素值,重复迭代至其值基本不变,最后作同态变换的逆变换。仿真结果表明它较好的保持了图像的边缘和较有效地抑制了散斑噪声     

不同分辨率下风场的数值模拟仿真研究

文中利用新一代中小尺度数值预报模式WRF模式,针对发生在广州白云机场附近的一次风切变过程进行了数值模拟,模拟中采用四层嵌套的方式,在物理过程方案等参数完全一致的情况下,研究只有水平分辨率的不同对风场模拟效果造成的影响.实验中分别采用了9km、3km、1km和0.33km的水平分辨率,分别从水平风场和垂直风场两个角度对模拟效果的不同进行了对比分析,结果表明水平分辨率不同的模拟结果中风场的分布和变化趋势是一致的,但较高的分辨率对风场的模拟更加细致;当水平分辨率高于1km及其以上时,可以模拟出水平风场的细微变化;随着高度的增加,分辨率的不同对水平风场的模拟结果影响减小;水平分辨率的提高使模拟结果中垂直风场的变化更加剧烈,垂直气压场的变化幅度更大