[发明专利]连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法

说明书

本发明公开了一种连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法，对高功率的连续激光进行满足伪随机M序列的激光光强编码，同时利用与之同步的采集装置和反演方法，实现连续式钠测温测风激光雷达的探测高度分辨，解决了复杂的脉冲式钠测温测风雷达改进成结构较为稳定简洁的连续波钠测温测风激光雷达的关键技术问题。

技术领域

本发明涉及激光雷达的技术领域，尤其涉及一种连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法。

背景技术

从大气80km高度往上，瑞利分子散射信号极其微弱，瑞利激光雷达很难获取更高高度的大气温度、风场等信息。利用80～105km高度的金属原子层的共振荧光散射回波信号可探测此高度区域的大气温度。该类型激光雷达称之为共振荧光激光雷达，主要有Fe、Na和K荧光激光雷达等。其原理主要通过发射线宽很窄的激光，利用金属原子的荧光谱线，通过探测谱线不同位置的荧光信号反演大气温度。

现有的钠测温测风雷达均为脉冲式雷达，利用光脉冲从发射到接收的时间延迟进行探测高度的分辨。但是由于脉冲式雷达光路系统复杂，组成设备繁多，一方面，系统功耗比较高，很难实现小型化；另一方面，脉冲式激光雷达从系统搭建到实际观测时的调试阶段都需有较高技术经验的科研人员。一台脉冲式激光雷达的搭建与数据采集都伴随着大量的人力、物力和财力，导致该系统难以在陆地范围大面积建设，形成密集的采集网，进行更深度的中间层顶部气候变化的研究；此外，如何实现连续波钠测温测风激光雷达的距离分辨功能是一个难点问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法，可以准确实现连续波钠测温测风激光雷达的距离分辨功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法，包括：

利用电光调制器改变连续激光光强，实现连续激光光源发射的连续激光伪随机M序列编码，再通过采集和处理计算机对连续接收信号编码并用伪随机M序列反码解码，实现连续波钠测温测风雷达的距离分辨。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，对高功率的连续激光进行满足伪随机M序列的激光光强编码，同时利用与之同步的采集装置和反演方法，实现连续式钠测温测风激光雷达的探测高度分辨，解决了复杂的脉冲式钠测温测风雷达改进成结构较为稳定简洁的连续波钠测温测风激光雷达的关键技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种连续波钠测温测风激光雷达距离分辨实现方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种具有距离分辨功能的连续波钠测温测风激光雷达的示意图；

图3为本发明实施例提供的长度N＝127的伪随机M序列调制后的激光光强随时间轴的变化的示意图；

图4为本发明实施例提供的时序控制流程图；

图5为本发明实施例提供的详细的时序图；

图6为本发明实施例提供的一段时间连续接收并通过采集和处理程序累加的按编码顺序排列的钠荧光回波信号示意图；

图7为本发明实施例提供的最终对高度反演后得到的钠测温测风雷达信号示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。