【摘要】：對流層以下的大氣中氣溶膠含量、大氣溫度及相對濕度等氣象參數(shù)的變化,會直接影響人類的生產(chǎn)和生活,且這些氣象參數(shù)可以用于預(yù)測天氣變化和環(huán)境變化。因此,氣象參數(shù)探測顯的尤為重要。針對氣象參數(shù)的探測方法眾多,其中激光雷達(dá)作為一種有效探測手段已被廣泛使用。目前,所使用探測氣象參數(shù)的激光雷達(dá)系統(tǒng),多是應(yīng)用在實驗室條件下搭建的分立探測系統(tǒng),在實驗室搭建的探測系統(tǒng)難以實現(xiàn)全天時探測,且容易受到眾多環(huán)境因素的影響,例如:環(huán)境的溫度、振動、沖擊水平等。因此,需要設(shè)計一套性能穩(wěn)定、可用于全天時、連續(xù)觀測的可移動式氣象觀測激光雷達(dá)系統(tǒng)。論文以本課題組前期理論研究與實驗系統(tǒng)為基礎(chǔ),設(shè)計了一套氣象觀測激光雷達(dá)系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容包括:依據(jù)米散射和拉曼散射原理,結(jié)合激光雷達(dá)技術(shù),利用模塊化設(shè)計理念,開展了氣象觀測激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化,主要針對雷達(dá)系統(tǒng)中的發(fā)射子系統(tǒng)、接收子系統(tǒng)、分光子系統(tǒng)和光電探測子系統(tǒng)進(jìn)行了特殊設(shè)計。利用有限元分析的方法分析所設(shè)計結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性,主要分析光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度特性和頻率特性,溫度特性分析在于判斷所設(shè)計結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫度改變下,結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能變化情況;頻率特性分析的目的是評定在移動該設(shè)備時,設(shè)備能否滿足二級公路抗震要求。以光柵光譜儀提取的光譜為依據(jù),利用所設(shè)計的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)試分光系統(tǒng);對激光雷達(dá)同軸的調(diào)節(jié)先利用反光板對系統(tǒng)的同軸做粗調(diào),在此基礎(chǔ)上根據(jù)回波信號對系統(tǒng)同軸做精細(xì)調(diào)節(jié)。最終利用穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)將子系統(tǒng)整合為一套系統(tǒng),并根據(jù)氣溶膠含量、大氣溫度及相對濕度全天時觀測的設(shè)計需求,對所搭建的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了封裝設(shè)計。利用構(gòu)建的氣象觀測激光雷達(dá)系統(tǒng)開展了全天時觀測,并對實驗觀測數(shù)據(jù)分析處理,利用大氣中存在較為穩(wěn)定的氮氣信號為依據(jù),判定系統(tǒng)穩(wěn)定性。該系統(tǒng)經(jīng)過十個月的測試,在不同天氣情況下氮氣通道探測高度均可達(dá)到5km左右,系統(tǒng)性能穩(wěn)定。探測結(jié)果表明,所設(shè)計的系統(tǒng)可以實現(xiàn)對氣溶膠信號和轉(zhuǎn)動拉曼測溫信號全天時探測,探測高度優(yōu)于5km,振動拉曼測水汽信號白天探測高度在2km夜間探測高度為3km左右。
【圖文】：

而激光雷達(dá)其發(fā)射激光波長一般為微米或納米量V�，，可以实现稌灑小目标的讨v猓皺義喜刮尷叩繢狀锏囊恍┤鋇�。辶x霞す飫狀锏幕駒砣繽跡玻菜荊桑杉す餛鞣⑸湟皇齔騫�，发蓽Z醬篤械墓饣徨義嫌氪篤髦至Ｗ臃⑸⑸洌浜笙蟶⑸涔獗煌毒到郵�，尓洱xΦ暮笙蟶⑸浯昂毆β士懾義嫌美狀鋟匠癱硎荊哄義希孝疲餃體澹駑澹粒剩ǎ冢媯澹兀穡邸玻藎掊澧齲Γ蒎危ǎ玻保╁義鮮街校海校ǎ冢┪獄┒仍冢詿Φ模卟ㄊ毯�；为发蓽Z募す獬跏脊β剩唬夢饉�；灙激癸嶟Z蹇礤義希媯邋澹粒椅狽

本文編號：2646653