导读:本文包含了非相干测风激光雷达论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:激光,多普勒,算法,遥感,风速,大气,切变。
非相干测风激光雷达论文文献综述
刘燕平,王冲,吴云斌,上官明佳,夏海云[1]（2018）在《联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用》一文中研究指出相干测风激光雷达具有风场测量精度高、高时空分辨率、探测范围广等突出优点,已广泛应用于风切变探测、飞机尾流探测、风力发电和大气湍流探测等方面。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是激光雷达信号处理的难点。基于大气分层模型仿真生成相干激光雷达大气回波信号,对模拟回波信号应用不同的时频分布进行时频分析。随后对比了时频分析的效果,自适应最优核时频分布具有运算量小,交叉项抑制效果好,时频聚集度高等优点。最后,使用1.5μm相干多普勒激光雷达于2017年3月份在安徽合肥进行实地观测,将自适应最优核时频分布应用于实测数据,与传统的快速傅里叶方法对比风速反演结果。结果表明:自适应最优核时频分布能更好地反映出风速细节信息,3 km内距离分辨率为1.2 m,3 km后经平滑保持了对远场弱信号风速估计的连续性,时间分辨率为1 s时其最远水平探测范围约在6 km。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年12期）
刘延文,孙学金,张传亮,李绍辉[2]（2018）在《非相干多普勒测风激光雷达鉴频算法》一文中研究指出风场对大气的运动状态和运动趋势具有很强的代表性,所以风场的测量精度对数值天气预报和气候研究都至关重要。激光雷达具有很高的时空分辨率,在近几十年发展迅速,在对地观测中的作用越来越大,尤其在大气风场的探测中得到了很大的应用。本文从探测原理、分类和技术等方面分别对多普勒测风激光雷达进行了介绍,并着重总结了非相干多普勒测风激光雷达的多普勒频移算法,可以为我国星载激光雷达的研究提供参考。(本文来源于《激光与红外》期刊2018年10期）
张洪玮,吴松华,尹嘉萍,王琪超[3]（2018）在《基于短距相干测风激光雷达的机场低空风切变观测》一文中研究指出介绍了低空风切变及其预警的研究工作、相干多普勒测风激光雷达反演风场算法以及计算下滑道逆风廓线算法.进一步分析了2015年冬季和2016年春季北京首都机场低空风切变观测实验中所观测到的风切变案例,利用多种测量模式开展案例中风切变的监测,并对风切变观测结果进行了验证.实验结果表明,短距相干多普勒测风激光雷达多种测量模式均可能有效探测低空风切变.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年04期）
周艳宗,王冲,刘燕平,夏海云[4]（2019）在《相干测风激光雷达研究进展和应用》一文中研究指出相干测风激光雷达采用外差探测方式,其后向散射信号经本振光放大,信噪比理论上可达到量子极限,具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前,国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史,详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展,并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年02期）
王平春[5]（2018）在《相干测风激光雷达信号处理及算法研究》一文中研究指出在诸多大气风场探测手段中,光纤激光器结构的相干测风激光雷达具有结构紧凑、性能稳定、测风精度高和时间响应快等优点,已经成为大气科学研究、天气预警预报、风电场管理,大气环境监测等领域重要的探测工具。相干测风激光雷达的微弱信号探测对风速反演算法的估计精度要求严格,需要定量分析风速算法估计误差。论文从多方面研究了相干测风激光雷达的回波信号处理和风速反演算法的性能评估,这对于提高风速反演算法精度具有重要的参考价值。论文首先介绍了相干测风激光雷达的基本原理,引入了评估相干测风激光雷达系统性能的激光雷达方程、载噪比,以及天线效率等参数,为后续的风速估计算法比较提供理论依据。随后根据协方差矩阵回波信号模型与带湍流扰动的分层结构回波信号模型,通过最大似然估计(ML)、最大似然离散谱峰值估计(ML DSP),以及高斯拟合估计(Gauss)处理不同类型的回波信号,得到表征风速估计误差的估计标准差和探测概率;仿真结果表明ML估计的性能最好,Gauss估计优于MLDSP估计,在宽脉冲宽度情况下风速估计算法性能更好,并且大气湍流严重干扰风速估计算法的精确度。利用实验室搭建的相干测风激光雷达测得的风场数据,分析比较MLDSP估计与Gauss估计的风速误差。结果表明在低探测距离区域,Gauss估计性能微弱优于对应的MLDSP估计;在距离较高的区域,随着距离的增加,两种算法的风速误差差值显着增大,说明Gauss估计的风速精度明显优于MLDSP估计。利用自相关系数统计分析这两种估计算法,结果显示Gauss估计反演得到的风速数据在时域变化上更具有稳定性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-16）
刘燕平[6]（2018）在《联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用》一文中研究指出相干测风激光雷达可实现远距离、多参数、高时空分辨率、高精度的中高层风场观测,在风切变探测、飞机尾流探测、大气湍流探测和风能发电等领域具有广泛的应用。如何从大气回波信号中提取微弱的多普勒频移信息是相干测风激光雷达信号处理的难点。相对于传统的时域或频域处理方法,联合时频分析从时频域刻画信号可视性全貌,揭示信号频率分量随时间的变化过程,淹没在噪声中的信号通过联合时频分析和多组累加的方式更容易识别出来。时频分析保持了对远场弱信号风速估计的连续性,提高了距离分辨率和时间分辨率,改善了信噪比,反映出风速变化的丰富细节。本论文的主要工作如下:1.回顾了相干测风激光雷达和联合时频分析的国内外研究现状,概述联合时频分析在激光雷达中的研究成果和应用趋势。分析基于激光多普勒效应测量大气风场的基本原理,介绍了激光雷达典型的系统组成,建立了相干测风激光雷达的大气分层模型,论述了常用的风速估计算法如脉冲对算法、最大似然估计法和周期图最大值法,推导相干测风激光雷达基本性能参数,讨论了时频方法的基本理论。2.基于大气分层模型仿真生成相干测风激光雷达大气回波时域信号,采用线性时频分布、Cohen类时频分布、重排类时频分布和自适应最优核时频分布对模拟回波信号进行时频分析,分析时频方法的时频特征,比较其设计准则和性能差异。3.使用1.5μm相干多普勒激光雷达于2017年3月份在安徽合肥进行实地观测,将谱图、自适应最优核时频分布和周期图最大值法应用于实测数据,对比分析风速反演结果。实测结果表明在可探测范围内风速分布在-3.5m/s-0m/s之间,约1.1 km左右出现的风切变是由于风场峡谷效应而形成的。通过对比实验和连续观测论证自适应最优核时频分布在3km内,当距离分辨率为1.2m、时间分辨率为0.2s时能够直观体现出风场变化的丰富细节,3km后经平滑保.持了对远场弱信号风速估计的连续性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-04）
周永升,马勋鹏,赵一鸣,李凉海[7]（2018）在《相干测风激光雷达微弱信号的频率估计》一文中研究指出相干测风激光雷达通过探测大气气溶胶的多普勒频移信息获取风速信息。其回波信号为微弱信号,微弱信号中频率提取属于频率估计范畴。经补零处理后的快速傅里叶变换算法(补零FFT算法)应用于相干测风激光雷达频率估计,具有算法简单,运算速度快,稳定性高等优点。与常用的频率估计算法脉冲对算法(PP算法)和改善型脉冲对算法进行比较,验证了补零FFT算法在相干测风激光雷达微弱信号频率估计方面的明显优势。通过仿真软件MATLAB仿真非相参积累脉冲3 000次的前提下检测微弱信号(距离门宽度为128采样点)信噪比可达-26.6 dB。最后,通过风场试验获取实测风速数据,验证了补零FFT算法在相干测风激光雷达中应用的优越性。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年03期）
王贵宁,刘秉义,冯长中,吴松华,刘金涛[8]（2018）在《相干测风激光雷达VAD风场反演的数据质量控制方法》一文中研究指出相干测风激光雷达扫描测量模式下使用速度方位显示(VAD)方法反演水平风场时,若不进行质量控制,会使拟合数据精度大幅降低。基于最小二乘VAD拟合算法,通过分析相干测风激光雷达扫描测量模式中的多种误差源,设置了信噪比、数据残差、扫描区间有效数据、数据有效率四个判据对参与拟合的数据质量进行控制,进而提出了基于以上判据的VAD逐级拟合质量控制方案,设计了数据质量控制流程,并对该方法进行了实验验证。通过对2 955组10 min平均激光雷达测风数据与高精度风杯数据进行对比分析,结果表明:经VAD逐级拟合质量控制流程后,风速均方根偏差从0.97 m/s降低到0.54 m/s,比对偏差降低约44%,风向均方根偏差从7.47°降低到5.55°,比对偏差降低约26%。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年02期）
张寅超,李丽丽,郭磐,陈思颖,陈和[9]（2018）在《相干测风激光雷达带通采样方法的仿真研究》一文中研究指出根据相干测风雷达回波信号载频高、带宽窄的特点,尤其星载相干测风雷达回波信号数千兆赫兹,采用传统采样方式对采集卡的采样率要求很高.鉴于采集卡的采样率和分辨力互相制约,提出将带通采样引入到相干测风雷达系统.本文以1.5μm全光纤相干测风激光雷达的实测数据作为仿真输入,经Simulink滤波、带通采样,结果表明,在对探测距离影响不大的情况下,与低通采样方式相比径向风速反演结果最大相差0.5m/s;数据处理的时间复杂度降低,其下降值是带通采样频率与低通采样频率的比值;但信噪比会恶化,其下降值介于1~3dB.(本文来源于《北京理工大学学报》期刊2018年02期）
董佳[10]（2017）在《基于FPGA的相干测风激光雷达实时信号预处理实验研究》一文中研究指出1550 nm相干测风激光雷达具有距离和速度分辨率高、人眼耐受性强以及能实现小型化和晴空叁维探测的优点,使其在低空安全、气象研究和风能开发等方面具有广泛地应用前景和重要地研究意义。大气风场瞬息万变,尤其在关系到飞行安全时,实现相干激光雷达信号的实时预处理十分必要。本文选用FPGA对相干测风激光雷达的信号预处理部分进行设计,来实现实时处理的目的。首先,阐述了本文的研究背景和意义,并且从相干测风激光雷达和数据处理算法的国内外发展两个方面进行了综述,给出了分析。这里把简化最大似然估计的各种方法分成功率谱估计和频谱校正两个方面进行介绍。接着,详细地叙述了相干激光雷达探测风场和信号处理的基本原理。在本文相干激光雷达的基础上拟定出一种数据处理的初步方案,其中重点研究了快速傅里叶变换原理和频谱校正的原理。然后,通过MATLAB仿真验证了频谱校正方法,对比分析后本文选择比值方法。为了达到信号的实时预处理的目的,选择FPGA进行了硬件电路设计和软件设计。在设定硬件电路各个功能的前提下,选择Xilinx公司的XC7K70T型号的FPGA芯片、12位500 MSPS的AD芯片和CPCI总线等设计完成了电路。在FPGA的内部软件设计部分,主要完成了高速AD采集、32路并行FFT运算和自相关累加等。最后,本文进行了硬目标测速实验和外场风场探测实验。利用MATLAB处理测量伺服电机带动叶片的速度的实验数据,经分析得出本激光雷达测速精度能够达到小于1 m/s,并且选用的比值校正算法能得到较好的效果。但是基于FPGA计算结果的误差则有所增加,最大是1.25 m/s。在测风实验中,用FPGA处理实验数据,得到不同距离门处的累加结果,并对其观察得出风速信息。通过本次测风实验,基本验证了FPGA处理测风数据方案的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
非相干测风激光雷达论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
风场对大气的运动状态和运动趋势具有很强的代表性,所以风场的测量精度对数值天气预报和气候研究都至关重要。激光雷达具有很高的时空分辨率,在近几十年发展迅速,在对地观测中的作用越来越大,尤其在大气风场的探测中得到了很大的应用。本文从探测原理、分类和技术等方面分别对多普勒测风激光雷达进行了介绍,并着重总结了非相干多普勒测风激光雷达的多普勒频移算法,可以为我国星载激光雷达的研究提供参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
非相干测风激光雷达论文参考文献
[1].刘燕平,王冲,吴云斌,上官明佳,夏海云.联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用[J].红外与激光工程.2018
[2].刘延文,孙学金,张传亮,李绍辉.非相干多普勒测风激光雷达鉴频算法[J].激光与红外.2018
[3].张洪玮,吴松华,尹嘉萍,王琪超.基于短距相干测风激光雷达的机场低空风切变观测[J].红外与毫米波学报.2018
[4].周艳宗,王冲,刘燕平,夏海云.相干测风激光雷达研究进展和应用[J].激光与光电子学进展.2019
[5].王平春.相干测风激光雷达信号处理及算法研究[D].中国科学技术大学.2018
[6].刘燕平.联合时频分析在相干测风激光雷达中的应用[D].中国科学技术大学.2018
[7].周永升,马勋鹏,赵一鸣,李凉海.相干测风激光雷达微弱信号的频率估计[J].红外与激光工程.2018
[8].王贵宁,刘秉义,冯长中,吴松华,刘金涛.相干测风激光雷达VAD风场反演的数据质量控制方法[J].红外与激光工程.2018
[9].张寅超,李丽丽,郭磐,陈思颖,陈和.相干测风激光雷达带通采样方法的仿真研究[J].北京理工大学学报.2018
[10].董佳.基于FPGA的相干测风激光雷达实时信号预处理实验研究[D].哈尔滨工业大学.2017
论文知识图
