相干测风激光雷达的数值建模和仿真分析

作者：金效梅; 朱文越; 刘庆^*; 陈业慧

来源：光学学报, 2021, 41(06): 29-38.

• 大气光学
• 相干测风激光雷达
• 系统仿真
• 气溶胶
• 风速反演

根据相干测风激光雷达实际探测光路的传输过程和大气分层理论,建立了相干测风激光雷达的全流程系统仿真模型。基于现有系统参数,分别在常风速模型和美国宇航局(NASA)阵风模型下仿真模拟了高脉冲能量-低脉冲重复率(HPE-LPRF)和低脉冲能量-高脉冲重复率(LPE-HPRF)两种系统的探测过程。通过对比反演风速值的均方误差,分析两种系统的探测性能。仿真结果表明:仿真模型给出的系统信噪比与理论值一致;信号的非相干累加平均处理提高了风速测量精度;非相干累加时间为0.1 s时,在常风速模型和NASA阵风模型下,LPE-HPRF探测系统风速的均方误差分别为0.75 m/s和1.03 m/s,均优于HPE-LPRF探测系统(0.93 m/s和1.25 m/s)。

• 单位
  安徽新华学院; 中国科学技术大学; 中国科学院合肥物质科学研究院