[发明专利]相干测风激光雷达中一种数据处理装置及方法

摘要

本发明公开了相干测风激光雷达中一种数据处理装置及方法，该方法是利用图形处理器内大量的算法逻辑单元和存储带宽，负责执行计算密集型及高度线程化的并行任务，把激光雷达的后向散射信号数据按照距离门分成数据段，分配给图形处理器计算处理；在实现过程中，中央处理器首先设置数据采集器的参数，等待完成后向散射信号数据的采集；然后中央处理器把后向散射信号数据按照距离门分段，在图形处理器内创建计算处理线程，并把后向散射信号数据分配给计算处理线程；接着，图形处理器的各个线程同时并发地执行风速反演程序，完成风速的反演并输出。该数据处理装置及方法实时高效，思路简单易行，还有成本低、开发周期短的优点。

主权项

1.相干测风激光雷达中一种数据处理装置，其特征在于：包括激光发生器、收/发开关、望远镜、电信号驱动器、合束器、光电转换器和数据采集处理部分，数据采集处理部分又包括数据采集器、中央处理器、图形处理器、输出接口；在电信号驱动器的驱动下，激光发生器产生激光信号，经过收/发开关后到达望远镜，经过望远镜后发射到大气中，激光信号与大气中的气溶胶粒子相互作用，后向散射信号到达望远镜，经过望远镜后到达收/发开关，收/发开关与合束器连接，合束器的另一端通过光纤与激光发生器的本振光输出端连接，后向散射信号穿过收/发开关到达合束器的另一端，与激光发生器产生的本振光在合束器相干，相干后的光信号经过光电转换器转换成电信号，在电信号驱动器的同步下由数据采集器量化成数字信号，在中央处理器的控制下，后向散射信号数据按照距离门被分成数据段，在图形处理器上会被中央处理器创建相应的线程数量，每个线程独立运行一个核程序，核程序负责计算后向散射信号数据中的一个数据段，通过计算把后向散射信号由时域变换成频域，计算出后向散射信号的幅度谱，存储于图形处理器的存储器中；充分利用图形处理器的大量算术逻辑单元和存储带宽，多个线程同时并行计算，每个线程可根据自己的标识符即线程号来执行计算任务、访问存储空间以及与其它线程进行通信；在中央处理器的控制下由图形处理器完成数据的运算反演出风速，并由输出接口把结果输出。