[发明专利]大气过冷水探测激光雷达

说明书

本发明涉及激光雷达遥感系统技术领域，尤其为一种大气过冷水探测激光雷达，包括：激光器，其产生一束探测的激光，并发射到目标大气中，经散射后产生大气回波信号；回波接收系统，接收该大气回波信号，送入到后继光学系统；所述后继光学系统产生探测数据，并将该探测数据送入到数据采集器；PC工控机，与数据采集器连接，对所述数据采集器上传处理并分析；后台计算机系统，与所述PC工控机连接，接收PC工控机贡献的数据，并提供数据评估。本发明，通过大气温度数据，液态水浓度和水温数据，粒子形状数据等数据给出过冷水的状态评估数据，为人工增雨作业，飞行安全以及气象预报等提供数据评估。

技术领域

本发明涉及激光雷达遥感系统技术领域，具体为一种大气过冷水探测激光雷达。

背景技术

随着社会的发展，应用军事气象技术，为保障国防建设、遂行作战和完成其他任务而提供气象情报以及利用气象条件实施的专业保障。目前气象预报和人工增雨等工作越来越受到重视。而气象要素的精细化探测试提高预报水平和增强人工增雨等气象保障工作的关键。层状云人工增雨条件的识别和过冷水的探测是实施人工增雨作业技术难点，同时也是关键条件。

目前激光雷达在气象探测的应用越来越多，例如温湿度和风场探测激光雷达。目前过冷水的探测装置较少。一种是采用采样的方式，采用飞机入云采样探测，该方法耗费资金大，且不安全，不适合常规探测。另一种利用遥感设备进行探测。例如，申请公布号CN106249252A的“探测云中过冷水的机载近红外激光雷达系统及反演方法”提供了一种利用红外偏振激光雷达探测过冷水的装置与方法。但是该种方法一方面要借助飞机平台且设置在0度高度层，另一方面主要从过冷水的形状角度进行识别。

为了克服现有探测技术的不足之处，提出了一种大气过冷水探测激光雷达。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大气过冷水探测激光雷达，以解决上述背景技术中提出的问题。所述大气过冷水探测激光雷达，通过大气温度数据，液态水浓度和水温数据，粒子形状数据等数据给出过冷水的状态评估数据，为人工增雨作业，飞行安全以及气象预报等提供数据评估。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大气过冷水探测激光雷达，包括：

激光器，其产生一束探测的激光，并发射到目标大气中，经散射后产生大气回波信号；

回波接收系统，接收该大气回波信号，送入到后继光学系统；

所述后继光学系统产生探测数据，并将该探测数据送入到数据采集器；

PC工控机，与数据采集器连接，对所述数据采集器上传处理并分析；

后台计算机系统，与所述PC工控机连接，接收PC工控机贡献的数据，并提供数据评估。

优选的，所述激光器发射探测的激光通过准直器散射向大气。

优选的，所述回波接收系统基于卡塞格林望远镜输出端的光栏。

优选的，所述后继光学系统包括分光系统以及水拉曼探测通道、大气拉曼探测通道以及偏振探测通道，其中，分光系统分别与水拉曼探测通道、大气拉曼探测通道以及偏振探测通道对应建立光学通道，所述水拉曼探测通道、大气拉曼探测通道连接光电倍增管，所述偏振探测通道连接偏振CCD相机。

优选的，所述大气回波信号经光纤耦合到分光系统，该分光系统由(至少)两个高性能的二向色镜和(至少)三个窄带滤光片组成，经对应二向色镜分别反射，再对应经过滤光片形成水拉曼探测通道、大气拉曼探测通道以及偏振探测通道。

优选的，所述分光系统通过光纤连接到卡塞格林望远镜。

优选的，所述水拉曼探测通道为双通道或两个以上通道，大气拉曼探测通道为双通道或四通道。