激光雷达光束扫描及改进型VAD反演方法的仿真

来栋; 陈涌; 周鼎富; 侯天晋; 周昕

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激光雷达光束扫描及改进型VAD反演方法的仿真

来栋 , 陈涌 , 周鼎富 , 侯天晋 , 周昕

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Citation:

激光雷达光束扫描及改进型VAD反演方法的仿真

1.
四川大学, 电子信息学院, 成都, 610065;
2.
西南技术物理研究所, 成都, 610041

作者简介: 来栋(1982- ),男,硕士研究生,现主要从事激光雷达、激光器件以及光通讯方面的研究..

通讯作者: 周昕, zhoxn@21cn.com

中图分类号: TN958.98

Beam scanning of lidar and the simulation of the improved VAD inversion methods

1.
Department of Opto-electronics Science and Technology, Sichuan University, Chengdu 610065, China;
2.
Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China

Corresponding author: ZHOU Xin, zhoxn@21cn.com

CLC number: TN958.98

摘要: 为了弥补激光测风雷达风场反演速度方位显示法的不足、提高反演风速精度,提出了一种改进的方法。运用迭代预处理的方法提高原始雷达数据质量,消除小幅值风速和奇异点的影响,用统计求和平均的方法反演出3维风场;并建立了风场模型,通过数值计算软件进行了仿真和误差分析。结果表明,改进的方法反演出风速的误差不超过0.5m/s,比传统速度方位显示算法的精度提高了1倍。
- 激光技术 /
- 风场反演 /
- 速度方位显示法 /
- 测风
Abstract: In order to remedy the shortage of the lidar velocity azimuth display(VAD) method and improve the precision of the inversion wind velocity,a new technique was put forward with iterative pretreatment to eliminate low and oddity wind velocity and with the summation average statistical method to obtain three-dimension wind field.The wind field model was built,and then the simulation and error analysis were carried out.The results show that the absolute error of inversion wind field is within 0.5m/s,only one half of that of traditional velocity azimuth display method.
- laser technique /
- inversion wind field /
- velocity azimuth display methods /
- anemology

[1]	HU H W,HU Q Q.The scanning and inversion method of atmosphere wind by Doppler lidar[J].Applied Laser,2000,20(5):213-215(in Chinese).
[2]	WANG X Q,DONG Y Q,YUAN Sh,et al.Study on simulation of micro-Doppler effect in lidar[J].Laser Technology,2007,31(2):117-119(in Chinese).
[3]	LAWRENCE E M,SPELLER K,YU D L.Laser Doppler vibrometry for optical MEMS[J].SPIE,2002,4827:80-81.
[4]	NEWSON R K,LINGON D,CALHOUN R,et al.Retrieval of mi-croscale wind and temperature fields from single and dual-Doppler lidar data[J].Journal of Applied Meteorology,2005,44(9):1324-1345.
[5]	ROTHERMEL J,OLIVIER L D,BANTA R M,et al.Remote sensing of multi-level wind fields with high-energy airborne scanning coherent Doppler lidar[J].Optics Express,1998,2(2):40-50.
[6]	HU H W,HU Q Q.The beam scanning and inversion method for detecting wind by lidar[J].High Power Laser and Particle Beams,2001,13(1):24-26(in Chinese).
[7]	HAWLEY J G,TARG R,HENDERSON S W,et al.Coherent launch-site atmospheric wind sounder:theory and experiment[J].Appl Opt,1993,32(24):4557-4568.
[8]	THOMAS M,SRIVASTAVA R C.An improved version of the extended velocity-azimuth display analysis of single-Doppler radar data[J].Journal of Atmospheric and Oceanic Technology,1991,8(4):453-466.
[9]	KOPP F,SCHWIESOW R L,WERNER C.Remote measurements ofboundary layer wind profiles using a CW Doppler lidar[J].Journal of Climate Applied Meteorol,1984,23(1):148-158.
[10]	WERNER C.Fast sector scan and pattern recognition for a CW laser Doppler anemometer[J].Appl Opt,1985,24(21):3557-3564.
[11]	WAN R,TANG D Zh,ZHANG P,et al.Application and comparison of two VAD methods of Doppler radar[J].Journal of Nanjing Institute of Meteorology,2002,25(5):648-655(in Chinese).

[1]	任鹏 , 王玉兰 , 康大勇 , 陈涌 , 周鼎富 , 伍波 , 杨泽后 , 童静 . 激光测风雷达VAD反演方法的数值优化. 激光技术, 2009, 33(6): 664-666,669. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.030
[2]	黄敏 , 王玉兰 , 王娜 , 陈涌 , 任鹏 , 周鼎富 , 史晓丁 , 冯力天 . 机载测风激光雷达下视VAD反演及算法仿真. 激光技术, 2012, 36(1): 22-25,41. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.007
[3]	李策 , 刘俊伟 , 赵培娥 , 周杰 , 谢日华 , 罗雄 , 周鼎富 . 机动型激光测风雷达倾斜风场修正算法研究. 激光技术, 2017, 41(3): 385-390. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.016
[4]	徐文静 , 孙东松 , 舒志峰 , 唐磊 , 董吉辉 , 胡冬冬 , 王国成 . 三通道瑞利散射测风激光雷达风速反演算法. 激光技术, 2011, 35(4): 481-485,491. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.011
[5]	吴俊杰 , 徐足音 , 王耀辉 , 杨传军 , 陈明 . 相干测风激光雷达探测效能评估研究. 激光技术, 2023, 47(5): 716-722. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.05.021
[6]	韩飞 , 胡明勇 , 毕勇 , 陈远 , 杜宁 , 陈泽 . 车载状态下测风激光雷达的浮筏减振研究. 激光技术, 2016, 40(1): 47-52. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.011
[7]	彭涛 , 王茜 , 石磊 , 姜勇 , 陈涌 , 周鼎富 . 测风激光雷达光学参量对相干效率的影响. 激光技术, 2023, 47(6): 751-756. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.004
[8]	彭涛 , 王顺艳 , 王丹凤 , 范琪 , 罗雄 , 周鼎富 . 相干测风激光雷达回波偏振态对径向风速精度影响. 激光技术, 2024, 48(5): 613-619. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.001
[9]	梁希豪 , 杨寅 , 冯亮 , 杜星 , 王清平 . 基于测风激光雷达银川机场动量下传大风特征研究. 激光技术, 2023, 47(3): 432-438. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.03.023
[10]	张涛 , 黎倩 , 郑佳锋 , 张文玲 , 范琪 , 张杰 . 激光测风雷达研究微下击暴流引发的低空风切变. 激光技术, 2020, 44(5): 563-569. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.007
[11]	王楠 , 程海艳 , 尹才虎 . 测风激光雷达对孤立雷暴引发湿下击暴流的结构分析. 激光技术, 2024, 48(5): 643-650. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.005
[12]	李琛 , 舒志峰 , 徐文静 , 孙东松 , 窦贤康 , 康健群 . 基于Fabry-Perot标准具分子测风激光雷达接收机的研制. 激光技术, 2011, 35(2): 156-159. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.004
[13]	刘晓明 . 激光雷达识别低空风切变的方法和效果. 激光技术, 2024, 48(3): 416-424. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.03.018
[14]	范琪 , 朱晓林 , 周鼎富 , 周杰 , 罗雄 , 陈春利 , 童文皓 , 杨泽后 . 激光测风雷达分析典型高原机场风场特征. 激光技术, 2020, 44(5): 525-531. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.001
[15]	李策 , 赵培娥 , 彭涛 , 冯力天 , 周杰 , 罗雄 , 周鼎富 . 3维激光测风雷达技术研究. 激光技术, 2017, 41(5): 703-707. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.017
[16]	陈涌 , 周秉直 , 谭锦 , 冯力天 , 杨泽后 , 赵彬 , 周鼎富 , 侯天晋 . 机载激光多普勒测风雷达技术及其应用. 激光技术, 2011, 35(6): 795-799. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.020
[17]	冯爱新 , 程昌 , 殷苏民 , 周建忠 , 唐翠屏 . 激光划痕法膜基界面的温度场及应力场分析. 激光技术, 2008, 32(5): 527-530.
[18]	刘彩飞 , 冯国英 , 邓国亮 , 吴常顺 , 陈康喜 , 王德良 . 有限元法移动激光除漆的温度场分析与实验研究. 激光技术, 2016, 40(2): 274-279. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.02.026
[19]	梁晓峰 , 张振华 . 浅析舰船激光测风雷达技术应用及发展趋势. 激光技术, 2021, 45(6): 768-775. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.06.016
[20]	黄轩 , 郑佳锋 , 张杰 , 马晓玲 , 田维东 , 华志强 . 西宁机场一次低空风切变的结构和特征研究. 激光技术, 2022, 46(2): 206-212. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.02.010

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激光雷达光束扫描及改进型VAD反演方法的仿真

通讯作者: 周昕, zhoxn@21cn.com

作者简介: 来栋(1982- ),男,硕士研究生,现主要从事激光雷达、激光器件以及光通讯方面的研究.

1. 四川大学, 电子信息学院, 成都, 610065;
2. 西南技术物理研究所, 成都, 610041

收稿日期: 2007-09-28
录用日期: 2008-03-25
网络出版日期: 2008-12-25

关键词:

摘要: 为了弥补激光测风雷达风场反演速度方位显示法的不足、提高反演风速精度,提出了一种改进的方法。运用迭代预处理的方法提高原始雷达数据质量,消除小幅值风速和奇异点的影响,用统计求和平均的方法反演出3维风场;并建立了风场模型,通过数值计算软件进行了仿真和误差分析。结果表明,改进的方法反演出风速的误差不超过0.5m/s,比传统速度方位显示算法的精度提高了1倍。