1.一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对激光雷达连续变焦采集回波;
(2)对回波信号曲线进行归一化处理;
(3)确定归一化信号最大值对应的距离;
(4)根据信号最大值位置确定真实望远镜焦距;具体如下:首先,根据激光雷达回波信号公式,计算归一化信号最大值位置 与真实望远镜焦距 之间的理论关系曲线,然后利用理论关系曲线将计算得到的 反演真实望远镜焦距 ;其中,激光雷达回波信号公式表示为:;
其中 , 分别是与激光雷达配置相关的常数参数;, 分别表示气溶胶后向散射系数和大气透过率;
(5)拟合得到望远镜变焦标定曲线;具体如下:将归一化信号曲线 均小于1的数据视为无效的调焦位移数据,去除所有无效数据后,利用剩下的有效数据点 进行多项式拟合,得到望远镜真实焦距的变焦标定曲线。
2.根据权利要求1所述的一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法,其特征在于,步骤(1)具体如下:将激光雷达的望远镜系统设置为变焦模式,在设定的位移范围内遍历调焦机构位移;在每个位移位置 处,记录对应的回波信号强度曲线 ,其中,R表示目标回波与激光雷达之间的径向距离,i表示记录数据时刻的序号;调焦机构包括电机或压电陶瓷能够调节望远镜出射激光波前的装置;在每个位置处的信号采集累积时间依据实际回波的信噪比设定。
3.根据权利要求2所述的一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法,其特征在于,步骤(2)具体如下:选择 时刻的曲线为参考曲线,将所有时刻的信号曲线对参考曲线归一化计算相对信号强度,公式如下:;
其中,参考曲线的选择通过以下方式确定:确定回波信号最大有效探测距离 ;在距离 处寻找 的最大值,并确定所对应的时刻为 ;遍历所有回波信号曲线,当存在一条曲线 满足在 距离范围内, 恒成立时,将 确定为参考曲线;否则设定变焦范围,重新进行变焦校准。
4.根据权利要求3所述的一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法,其特征在于,步骤(3)具体如下:对于每一个i时刻的归一化信号曲线 ,寻找其最大值所对应的距离,记做 ,即:。
5.一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定系统,其特征在于,包括:采集模块:用于对激光雷达连续变焦采集回波;
归一化模块:用于对回波信号曲线进行归一化处理;
距离模块:用于确定归一化信号最大值对应的距离;
焦距模块:用于根据信号最大值位置确定真实望远镜焦距;具体如下:首先,根据激光雷达回波信号公式,计算归一化信号最大值位置 与真实望远镜焦距 之间的理论关系曲线,然后利用理论关系曲线将计算得到的 反演真实望远镜焦距 ;其中,激光雷达回波信号公式表示为:;
其中 , 分别是与激光雷达配置相关的常数参数;, 分别表示气溶胶后向散射系数和大气透过率;
拟合模块:用于拟合得到望远镜变焦标定曲线;具体如下:将归一化信号曲线 均小于1的数据视为无效的调焦位移数据,去除所有无效数据后,利用剩下的有效数据点进行多项式拟合,得到望远镜真实焦距的变焦标定曲线。
6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1‑4任一项所述的一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法。
7.一种存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1‑4任一项所述的一种相干测风激光雷达望远镜焦距的变焦自标定方法。