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| 基于F-P标准具的多普勒测风激光雷达 |
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| 一、简介 |
风是研究气候变化和大气科学的一个重要参量，利用大气风场数据可以获得大气的变化过程，促进人类对能量、水、大气气溶胶、化学和其他空气物质圈的了解，提高气象分析与全球气候变化的预测能力。精确的大气风场资料可以提高数值天气预报、中长期气候预报的准确性；减少和预防各类航空飞行器起飞和着落过程中事故和灾害的发生。因此，开展三维风场分布的探测研究是十分必要的。
为了满足我国对大气风场数据的需求，中科院安徽光学精密机械研究所大气光学中心激光雷达探测技术研究室于2004年建立了我国首台基于F-P标准具的多普勒激光雷达。双F-P标准具具有高精度和高速度灵敏度等特性，是多普勒频率检测的理想器件。基于F-P标准具的多普勒测风激光雷达系统具有高测量精度、高时空分辨率、高稳定性以及小型化等特点，是目前唯一能实现全球范围三维大气风场遥测的有效工具。 |
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| 探测大气参数 |
水平风速和风向 1064nm 波长大气气溶胶消光系数二维分布 水平能见度 薄卷云结构 |
| 探测的高度范围/km |
0.2～10 |
| 垂直距离分辨率/km |
0.03 |
| 水平距离分辨率/km |
0.03 |
| 最大水平风速/m/s |
70 |
| 水平风速误差/m/s |
<1.5（0.2～2km），<4（2～10km） |
| 风向误差/° |
20（0.2～2km） |
| 采样时间/hour |
24 |
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| 单元名称 |
技术参数 |
| 激光发射单元 |
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| 波长/nm |
1064 |
| 脉冲重复频率/Hz |
50 |
| 单脉冲能量/mJ |
550 |
| 脉冲宽度/ns |
7-9 |
| 扫描单元 |
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| 有效通光孔径/mm |
300 |
| 扫描空间范围 |
360 o （水平） × 90 o （垂直） |
| 工作天顶角 |
45o |
| 扫描速率/o/min ） |
180 |
| 接收光学单元 |
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| 直径/mm |
300 |
| 焦距/mm |
665 |
| 接收视场/mrad |
0.15 |
| 滤光片中心波长/nm |
1064.10 |
| 半宽度/nm |
0.55 |
| 透过率/% |
85 |
| 分束镜透反比 |
4:1 |
| 双F-P标准具 谱间隔/FWHH/MHz |
200/170 |
| 信号探测和采集单元 |
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| 数据采集器 |
光子计数卡 |
| 采样速率/MHz |
200 |
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多普勒测风激光雷达外观照片 |
2006年3月12日多普勒测风激光雷达探测得到水平风速和风向分布
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2006年4月24日23:30多普勒测风激光雷达探测到的水平风速、风向和相应P(R)R2信号
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多普勒测风激光雷达与微波雷达水平风速和风向比较图 |
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多普勒测风激光雷达系统运行控制主程序界面 |
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多普勒测风激光雷达水平风速和风向连续探测结果（April 23－May 8,2006 ） |
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