[发明专利]一种非相干多普勒激光雷达的风速测量方法

摘要

非相干多普勒激光雷达的风速测量方法，包括将发射激光频率调节到基准频率ν₀处，对大气后向散射光进行测量，得到径向风速为V_LOS测＝0时的零风速比值r₀；对大气后向散射光进行测量得到径向风速为V_LOS测＝–Δνλ/2时的风速比R_W,+；对大气后向散射光进行测量得到径向风速为V_LOS测＝Δν’λ/2时的风速比R_W,–；利用测得的r₀以及风速比R_W,+和R_W,-，通过最小二乘法求出dR_W/dν得到灵敏度S；将发射激光频率调节到ν0处，测量东、西、南、北四个方向的风速比的变化率，分别除以灵敏度S，得到各个方向的测量径向风速，进而合成得到测量风速V_M。本发明能够最大限度消除理论计算时大气温度和大气分子散射模型引入的约3m/s的风速误差，提高非相干多普勒激光雷达的风速测量精度。

主权项

一种非相干多普勒激光雷达风速的测量方法，包括以下步骤： （1）.通过调节激光雷达的扫描转镜，改变激光的发射方向，使激光束垂直向上发射； （2）.通过设置激光器的控制电压，调节种子激光器激光晶体的温度，以改变种子激光的频率，从而改变激光雷达发射激光的频率； （3）.利用步骤2的改变激光雷达发射激光的频率的方法，首先将发射激光频率调节到基准频率ν₀处，对大气后向散射光进行测量，得到径向风速为V_LOS测＝0时的零风速比值r₀； 其特征在于包括以下步骤： （4）.利用步骤2的改变激光雷达发射激光的频率的方法，将发射激光频率调节到ν₀+Δν处，对大气后向散射光进行测量，得到径向风速为V_LOS测＝–Δνλ/2时的风速比R_W,+； 其中，Δν是透过率为0.7时所对应的频率与基准频率的偏差，λ是激光波长λ＝532nm； （5）.利用步骤2的改变激光雷达发射激光的频率的方法，将发射激光频率调节到ν₀–Δν’处，对大气后向散射光进行测量，得到径向风速为V_LOS测＝Δν’λ/2时的风速比R_W,–； 其中，Δν’是透过率为0.3时所对应的频率与基准频率的偏差，λ是激光波长λ＝532nm； （6）.利用步骤3测得的零风速比值r₀以及步骤4和步骤5测得的风速比R_W,+和R_W,‑，通过最小二乘法求出dR_W/dν，进而得到灵敏度S。 （7）.将发射激光频率调节到基准频率ν0处，测量东、西、南、北四个方向的风速比R_W东、R_W西、R_W南、R_W北的变化率，并以四个方向的风速比变化率分别除以上述步骤6得到的灵敏度S，得到各个方向的测量径向风速V_M东、V_M西、V_M南、V_M北，合成V_M东、V_M西、V_M南、V_M北 得到测量风速V_M。