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申请/专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所

摘要：本发明涉及一种激光测风雷达测风方法及系统，特别涉及一种多普勒频率校正二次补偿的激光测风雷达测风方法及系统，解决了采用现有频率校正方法单次校正时，校正精度低及校正过程繁琐的问题。该测风方法包括以下步骤：步骤1：采集回波信号；步骤2：对回波信号大量相干累加，获得回波信号离散采样数据序列xn；步骤3：从xn中选取L个有效数据点，补零至N点并进行采样点数N的快速傅里叶变换，得到幅度谱Ak；步骤4：利用离散频谱校正方法得到第一次校正频率的位置索引值k0；步骤5：计算第一次校正频率fd1；步骤6：利用第一次校正频率fd1设置仿真理想余弦信号，得到第二次校正频率fd2；步骤7：计算两次校正频率差值Δfd；步骤8：计算最终校正频率fd；步骤9：计算风速。

主权项：1.一种多普勒频率校正二次补偿的激光测风雷达测风方法，其特征在于：所述激光测风雷达包括激光种子源1、分束器2、声光移频器3、能量分光耦合棱镜4、第一平衡探测器5、第一模数转换器6、第一数据采集与处理模块7、光纤功率放大器8、环形器9、光学天线10、第一反射镜11、第二反射镜12、光耦合器13、第二平衡探测器14、第二模数转换器15以及第二数据采集与处理模块16；所述分束器2用于接收来自激光种子源1的入射光，并将其分束为透射光和反射光；所述声光移频器3、能量分光耦合棱镜4依次设置在分束器2的透射光路上；所述能量分光耦合棱镜4将来自声光移频器3的入射光，分束为反射光和透射光；所述第一平衡探测器5设置在能量分光耦合棱镜4的反射光路上，其输出端通过第一模数转换器6和第一数据采集与处理模块7连接，用于获取携带该相位信息的光束波形；所述光纤功率放大器8设置在能量分光耦合棱镜4的透射光路上，其输出端与所述环形器9的发射机接口连接；所述环形器9的天线接口与所述光学天线10连接，通过所述光学天线10发射用于测量风速的脉冲激光；所述环形器9的接收机接口与光耦合器13连接；所述第一反射镜11设置在分束器2的反射光路上，且第一反射镜11的反射面朝向分束器2；所述第二反射镜12设置在第一反射镜11的出射光路上，且其反射面与第一反射镜11的反射面相向设置；所述光耦合器13设置在第二反射镜12的出射光路上，用于将第二反射镜12出射的脉冲激光光束与经环形器9接收机接口输出的光学天线10接收到气溶胶粒子的反射光束耦合；所述光耦合器13的输出端依次通过第二平衡探测器14、第二模数转换器15和第二数据采集与处理模块16连接，用于计算风速；该测风方法包括以下步骤：步骤1：激光测风雷达测量大气风场，通过信号采集卡对回波信号进行采集；步骤2：对步骤1采集得到的回波信号进行大量相干累加，获得回波信号离散采样数据序列：xn，n＝0，1，…，K-1，其中，K为回波信号单频脉冲信号的采样点个数，K取值为2的整数幂；步骤3：从回波信号离散采样数据序列xn中选取L个有效数据点，补零至N点并进行采样点数N的快速傅里叶变换处理，得到幅度谱Ak，其中k为频域的自变量，代表频率；步骤4：利用离散频谱校正方法，将步骤3得到的幅度谱Ak代入所述离散频谱校正方法所对应的公式中，进行第一次频率校正，得到多普勒频率的第一次校正频率的位置索引值k0；步骤5：根据下式1计算得到多普勒频率的第一次校正频率fd1：fd1＝k0·fsN1；式1中：fs为步骤1中所述信号采集卡的采样频率；步骤6：利用多普勒频率的第一次校正频率fd1设置仿真理想余弦信号，再次进行快速傅里叶变换处理以及采用与步骤4相同的所述离散频谱校正方法进行第二次频率校正，得到多普勒频率的第二次校正频率fd2；步骤7：根据下式2计算多普勒频率的两次校正频率的差值Δfd：Δfd＝fd1-fd22；步骤8：根据下式3计算多普勒频率的最终校正频率fd：fd＝fd1+Δfd＝2fd1-fd23；步骤9：根据步骤8计算得到的多普勒频率的最终校正频率fd计算大气风场的风速。

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百度查询： 中国科学院西安光学精密机械研究所 多普勒频率校正二次补偿的激光测风雷达测风方法及系统