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专利号: 2024103420126
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于相干多普勒激光雷达后向散射的能见度反演方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1,对相干激光雷达的原始拍频电流信号进行快速傅立叶变换,并进行脉冲累积,获得不同距离门的累积功率谱数据 ,其中 表示频率,表示距离门;

步骤2,对累积功率谱数据进行去除噪声、系统频率响应归一化处理后,得到信号频谱,并提取回波信号强度,即其载噪比 ;

步骤3,对回波信号载噪比 进行距离 、聚焦函数 和系统常数 的校准,得到衰减后向散射系数 ,具体为:;

步骤4,对衰减后向散射系数 进行大气消光衰减项的订正,得到后向散射系数 ,具体为:;

其中, ,为大气消光系数,是激光雷达比;

步骤5,利用能见度 与后向散射系数 之间的关系得到能见度。

2.根据权利要求1所述的一种基于相干多普勒激光雷达后向散射的能见度反演方法,其特征在于:所述步骤2中,从功率谱 中提取峰值所对应的频率 ,在给定带宽范围 内计算载噪比 :;

其中 为预设的信号积分带宽,该数据取决于信号谱宽。

3.根据权利要求1所述的一种基于相干多普勒激光雷达后向散射的能见度反演方法,其特征在于:所述步骤3中,聚焦函数与出射光束的光斑大小和等相面曲率半径有关,在无截断高斯光束条件下,聚焦函数可以表示为:;

其中 为出射高斯光束在望远镜处的 辐照度半径,为激光波长, 为出射光束的等相面曲率半径, 为与湍流相关的横向相干长度;系统常数 利用已知光学散射特征的大气目标信号进行校准。

4.根据权利要求1所述的一种基于相干多普勒激光雷达后向散射的能见度反演方法,其特征在于:所述步骤5中,所述能见度与后向散射系数之间的关系为:;

其中 表示激光波长, ,埃波长指数 为:;

其中,激光雷达比 通过匹配原位能见度传感器的结果进行校准。

5.根据权利要求1所述的一种基于相干多普勒激光雷达后向散射的能见度反演方法,其特征在于:所述步骤5中,能见度与后向散射系数之间的关系具体为:通过激光雷达与原位能见度传感器的历史数据,基于非线性回归、机器学习方法建立不同环境下测风激光雷达气溶胶后向散射系数与大气能见度的转换关系。