60km车载瑞利测风激光雷达研制

韩燕; 孙东松; 翁宁泉; 窦贤康; 王建国; 张燕鸿

60km车载瑞利测风激光雷达研制

1.
中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽合肥 230026;
2.
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心,安徽合肥 230031;
3.
西北核技术研究所,陕西西安 710024

基金项目:

国家自然科学基金(41174130,41227804,41304123)

详细信息

作者简介:
韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

中图分类号: O439

Development of 60 km mobile Rayleigh wind lidar

1.
School of Earth and Space Sciences,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China;
2.
Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;
3.
Northwest Institute of Nuclear Technology of China,Xi'an 710024,China

摘要: 目前我国尚缺乏25~60 km大气风场实时探测手段,为此研制了60 km车载瑞利测风激光雷达。介绍了系统总体结构,对分系统的研制做了详细描述。为提高风场反演的精度,设计了标准具通过率函数校准系统。提出了标准具通过率函数校准方法,并开展实验对标准具通过率函数进行了校准。校准结果表明,接收机性能稳定,各参数测量标准差均小于0.06。该系统在德令哈地区对15~60 km大气风场进行了观测,获得了水平风场的测量结果,并与当地探空气球的探测结果进行了比对,30 km以下一致性较好。对风速、风向测量误差进行了计算,40 km以下,风速测量误差4 m/s,风向测量误差6,40 km以上,风速测量误差8 m/s,风向测量误差18。该系统设计合理,性能稳定,能够实时探测10~60 km大气风场。
- 激光雷达 /
- 直接探测 /
- F-P标准具 /
- 透过率函数 /
- 风场观测
Abstract: Recently, the wind field in the altitude range 25-60 km is still poorly monitored in real time, therefore the 60 km mobile Rayleigh wind lidar based on a Fabry-Perot etalon was developed for wind measurement. The overall structure of this lidar system was described in detail. The design of the subsystems of this lidar was indroduced elaborately. In order to improve the accuracy of wind measurement, experiment was designed to calibrate the transmission curves of FPI, and the calibration method was presented. The transmission curves of FPI were calibrated experimentally, and the standard deviations for parameters of FPI are less than 0.06 in the calibrated experiments. The developed lidar has observed the wind of 15-60 km altitudes over Delingha, and wind velocity and direction profiles were obtained. Observations of lidar were compared with the rawinsondes', and the compared result show good agreement between both measurements. Measure error was calculated, wind velocity and direction errors of the measurements are less than 4 m/s and 6 respectively when it is lower than 40 km. They are less than 8 m/s and 18 when it is higher than 40 km. Wind observations demonstrate that the lidar has the expected good performances.
- lidar /
- direct detection /
- F-P etalon /
- transmission function /
- wind observation

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60km车载瑞利测风激光雷达研制

作者简介:
韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

Development of 60 km mobile Rayleigh wind lidar

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60km车载瑞利测风激光雷达研制

1. 中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽合肥 230026;

2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心,安徽合肥 230031;

3. 西北核技术研究所,陕西西安 710024

作者简介:
韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

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作者简介: 韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

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60km车载瑞利测风激光雷达研制

1. 中国科学技术大学 地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026; 2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气光学研究中心,安徽 合肥 230031; 3. 西北核技术研究所,陕西 西安 710024

作者简介: 韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

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韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn

1. 中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽合肥 230026;

2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心,安徽合肥 230031;

3. 西北核技术研究所,陕西西安 710024

作者简介:
韩燕(1975-),女,高级工程师,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:hanyanxj@mail.ustc.edu.cn