应用独立分量分析的激光测风雷达湍流频谱分解

针对大型风力发电机机组中常见的脉动湍流、风机尾流与涡流等湍流信号,研究了利用自然梯度下降的独立分量分析方法的湍流频谱分离效果,以区分中心风速与湍流信号,提高风机机组的综合工作效率。首先分析了风机组中常见湍流信号的后向散射与频谱分布特点,然后依据这些特点设计了对应的独立分量分析模型。在仿真结果符合要求的基础上,进行了双目激光雷达天线的风速采集与实际分离效果检测。实验结果表明,在大气折射率结构常数C2n≤10-14同时广义大气常数α≥4的通常情况下,利用双目信号能够分离出一个湍流中心和一个中心风速。对1 s内两个谱峰的波动范围进行统计,获得(2.59±0.05)MHz的中心风速以及(1.22±0.19)MHz的湍流中心估计,且二者的平均信噪比分别为25.93 dB和31.01 dB,能够在获得稳定的中心风速估计的同时得到一个较为稳定的湍流中心估计。     

高光谱激光雷达谱位合一的角度效应分析

高光谱激光雷达以其谱位合一的技术优势为实现超三维精准遥感观测提供了可行途径,因此成为当前激光雷达与高光谱遥感领域共同大力推进的前沿发展方向。目前已有多型原型系统研发出来并得到了原理性验证,然而针对其数据处理核心环节问题的基础技术仍较为欠缺。典型问题之一是不同波段回波信号受激光入射角度的影响,该角度效应限制了高光谱激光雷达实现高性能遥感。以芬兰空间信息研究所高光谱激光雷达原型系统扫描桦树树干为例探讨了该角度效应,发现了不同激光波段对不同入射角度的回波强度响应模式,推导出了角度效应的基本规律及其精细尺度的统计规律,为后续该方向的系统研发、数据处理及信息提取等提供了可借鉴的底层机理与技术基础。     

地形测绘激光成像雷达技术研究

激光雷达作为一种低成本、高效率的获取空问数据的方法,已成为测绘遥感技术的重要发展方向.结合地形测绘领域的应用要求,对激光雷达在该领域的国外发展状况进行了评述,简要介绍了激光成像雷达的工作原理,对指标和关键技术进行了分析.     

固体相干激光雷达多普勒测速实验

采用单块非平面环形激光器作为种子,注入到单纵模运转的Q开关高重复频率Nd:YAG激光器为发射源,同时运用温度反馈控制,使种子光源和从动激光器自由振荡频率相匹配,实现稳定的单频输出.采用外差式相干探测的方法,测量运动目标的多普勒频移,从而达到测量运动物体速度信息的目的.根据实验现象,分析失谐频率△ω对外差探测的影响,提出了改进措施并应用于实验.比较已观测到的实验数据与理论计算值分析误差来源.     

线性调频相干激光雷达的信号处理

分析了相干激光雷达线性调频脉冲的产生及其信号处理过程，讨论了该雷达信号体制的处理方法和结果。计算了采用匹配滤波和加权处理结果，对于1MHz／μs的调制速率信号的结果表明，激光相干雷达的测速和测距精度分别可达0.04m／s和0．57m.     

1″级四面体组合合作目标激光雷达散射截面实验与理论研究

采用激光雷达散射截面（ＬＲＣＳ）测量系统，在１．０６μｍ激光波段，测量了１″级四面体角反射器俯仰角０°时，方位角±５０°范围的ＬＲＣＳ，并对由四面体角反射器组合而成的梯形合作目标进行了俯仰角０°～２４°变化时，方位角±６４°范围的激光雷达散射截面测量，角分辨率１°。给出了实验曲线与数据，实验结果与理论计算较好吻合。表明合理选择角反射器组合形式，保证加工精度，可以增强反射信号，扩大光测范围，实现在恶劣条件下，雷达的远程和大角度范围跟踪。最后讨论了影响测量精度的原因。