国家重点基础研究发展计划(2009CB426302)
- 作品数：7 被引量：54H指数：5
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- 法布里-珀罗环转线系统的测风激光雷达技术与数值仿真
- 2012年
- 设计了基于法布里-珀罗(F-P)条纹技术的非相干多普勒测风激光雷达系统,采用环转线干涉仪光学系统(CLIO)将F-P形成的环状条纹转换成线性条纹成像到具有高量子效率的CCD探测器上进行检测,克服了环状条纹与传统阵列式探测器不匹配的缺点并改善了探测系统的信噪比。采用光学设计软件ZEMAX对该系统进行了光学设计和数值仿真,得到了用于反演风速的不同波长干涉条纹图样,并对重心法和Voigt函数拟合法两种主要的风速反演方法进行了对比讨论。结果表明:用Voigt函数拟合法反演风速误差较小,获得风速在20 m/s时的误差小于0.5 m/s,验证了该系统的设计及数据反演算法的可行性,为测风激光雷达的进一步研制提供了理论依据。
- 谭林秋华灯鑫汪丽王玉峰
- 关键词：激光雷达
- 全光纤拉曼激光雷达的微透镜耦合系统研究被引量：10
- 2011年
- 望远镜接收的后向散射光场与单模光纤的耦合效率是影响全光纤拉曼测温激光雷达系统性能的重要参数之一。通过分析自由空间平面光场与单模光纤耦合的数学模型,阐明了同轴激光雷达接收望远镜中心遮挡对最佳耦合效率的影响,并对不同遮挡率时横向偏移、倾斜角度和离焦误差等安装误差对耦合效率的影响进行数值分析。然后以此为基础采用Zemax软件创建望远镜耦合系统优化设计的初始光学系统,增加并选择合适的透镜和微透镜及优化系统结构参数,使系统在遮挡率为0.288时总耦合效率从卡塞格林望远镜直接耦合的17%提高至50%。最后提供了两种微透镜阵列与单模光纤阵列结构来提高光信号耦合能量。结果表明,使用微透镜阵列与单模光纤阵列耦合的新型望远镜耦合系统可以提高拉曼激光雷达系统的耦合效率和能量。
- 李仕春华灯鑫宋跃辉王鹏
- 关键词：大气光学微透镜阵列单模光纤
- 一种基于B+树的混合索引结构被引量：10
- 2012年
- 针对文件中存在字符属性和数值属性特点的数据,提出一种基于B+树的2层混合索引结构。在索引创建过程中,将文件中的数据根据其类型进行分类,第1层是为数据属性建立B+树索引结构,第2层是根据不同的数据类型建立不同的索引结构。实验结果表明,该索引结构能实现跨数据范围的检索,提高索引的创建速度和空间利用率。
- 长孙妮妮张毅坤华灯鑫邹子夏陈浩
- 关键词：倒排索引B+树混合索引时间开销查询效率
- 基于EMD-DISPO的Mie散射激光雷达回波信号去噪方法研究被引量：6
- 2011年
- 激光雷达回波信号是典型的非稳态、非平稳信号,用传统的滤波方法难以对其进行有效地处理。利用经验模式分解方法(EMD)将信号按照不同的特征时间尺度分解为不同的IMF分量,将含有噪声的高频IMF分量剔除,可达到去噪的目的。但如果简单地将高频分量直接剔除,有可能造成有效信号的损失。可提出将EMD方法与Savitzky-Golay滤波器(DISPO)结合的方法,该方法能在保证信号完整性的同时,对原始信号进行有效处理。经仿真数据与实测数据的实验对比分析,该方法不但有效地去除噪声信号,而且尽可能地保持了有效信号,减少了信号损失,提高了数据处理的准确度。
- 张毅坤麻晓畅华灯鑫陈浩刘才轩
- 关键词：去噪激光雷达EMD
- 基于小波包分析的激光雷达信号消噪算法的研究被引量：18
- 2011年
- 针对激光雷达回波信号所含噪声的特点,提出并详细论述了一种能够对激光雷达回波信号进行有效消噪的小波包平均阈值变换方法。该方法通过求取最优小波包基的每个结点的阈值,并进行平均后作为全局阈值来实现小波包消噪。为了验证该方法的有效性,对包含高斯白噪声的模拟信号进行了仿真消噪,并对米氏散射激光雷达系统实际探测得到的大气回波信号进行了消噪处理。同时,将该方法与小波全局阈值消噪、小波包默认阈值的消噪效果进行了对比分析。仿真结果和实验结果表明,基于平均阈值的小波包消噪方法能够有效降低激光雷达回波信号中所含噪声,并且其消噪效果明显优于另外两种小波分析方法。
- 毛建东华灯鑫王玉峰汪丽
- 关键词：信号处理激光雷达小波包分析消噪消光系数
- 高斯光束的传输特性对法布里-珀罗标准具分光的激光雷达影响被引量：2
- 2010年
- 高斯光束的传播特性直接影响激光雷达大气回波信号的发散角,进而影响法布里-珀罗标准具(FPE)的光学特性。从高斯光束的FPE三维干涉环分析,得到发散角小的高斯光束有利于获得能量较高的FPE零级或一级干涉环。探讨了高斯光束品质因子M2和准直倍率对不同高度的激光大气回波信号的影响。数值计算结果表明,FPE对大气回波信号的透射率与高度的变化有关,在近场变化明显,在远场相对稳定;且对特定高度大气回波信号的FPE透射率随着光束品质因子M2的增大而降低,随着准直倍率的放大而增强。所以应设计和选择具有较高准直倍率的准直发射系统和具有较低光束品质因子M2的激光光束,来提高FPE的透射率,同时对以FPE分光的激光雷达的近场回波信号进行FPE透射率校正,以改善激光雷达系统的测量误差。
- 王玉峰华灯鑫毛建东
- 关键词：激光雷达法布里-珀罗标准具
- 基于法布里-珀罗干涉仪的大气风场及温度场探测理论研究及仿真被引量：8
- 2011年
- 针对基于法布里-珀罗干涉仪的大气风场探测系统,推导了进行风速、温度反演的理论模型并在理论上进行了模拟验证。利用光学设计软件Zemax完成了法布里-珀罗干涉仪系统结构的仿真。通过设定不同波长入射系统,得到对应干涉条纹,利用最小二乘拟合圆方法从条纹峰值移动距离可反演出风速,与理论值进行比对,得到风速仿真误差小于4.2%。针对温度探测理论建立了合理的光源光谱文件,给出理想仿真干涉圆环,进行数据分析完成温度反演,计算出温度的仿真误差小于7.5%。结果表明,仿真模型、反演理论、数据分析和处理方法是可行的。
- 汪丽周毅华灯鑫王萌
- 关键词：大气光学法布里-珀罗干涉仪
