[发明专利]一种大气数据测量方法及系统

权利要求书

1.一种大气数据测量系统，其特征在于，包括激光光源、探测单元、计算机；

所述激光光源包括信号发生器、激光器控制器、可调谐激光器；所述信号发生器用于产生调谐激光的波形，所述激光器控制器用于控制所述可调谐激光器的温度和注入电流，所述可调谐激光器用于发射相应波长的调谐激光；

所述探测单元包括滤光片、光学镜组、探测器；所述滤光片对所述调谐激光经过气体分子散射及吸收后的后向散射光中的杂散光进行滤除，所述光学镜组用于接收经过滤除后的后向散射光，所述探测器为阵列式、图像式或单点式的光电转换器件，用于通过光电转换将所述后向散射光转换为对应的电信号；

所述计算机用于获取所述电信号对应的数字信号，得到探测数据，对所述探测数据进行基线拟合得到对应的吸收谱线线形，并对所述吸收谱线线形进行线形函数拟合，得到对应的吸收谱线参数，以用于计算大气数据；

所述计算机具体用于，根据所述探测数据中携带的散射信息，分别采用米散射模型或瑞利散射模型，对相应的散射光进行描述，以及，根据所述探测数据中携带的吸收信息，采用通过高斯函数和洛伦兹函数卷积得到的福格特函数，对气体吸收谱线展宽的线形进行描述，以及，根据所述散射光的描述和气体吸收谱线展宽的线形的描述，计算所述后向散射光对应的探测数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机具体用于，根据所述吸收谱线参数，计算得到积分吸光度；

根据所述吸收谱线的中心频率的多普勒频移，计算得到对应的气流速度；

根据对应的吸收谱线对，以及所述吸收谱线对的积分吸光度、参考温度时的谱线线强，计算得到大气温度；

根据所述积分吸光度、测量光程长度、吸收谱线的洛伦兹线宽，计算得到气体压强；

根据所述积分吸光度、气体压强、测量光程长度、吸收谱线线强，计算得到气体浓度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可调谐激光器具体用于根据预设周期，发射相应波长的调谐激光；

所述计算机具体用于，获取具有周期性的探测数据，从所述探测数据中选取属于不同周期的待测数据，进行平均、滤波处理。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机具体用于，分别从第一方向、第二方向、第三方向测量大气数据，将对应的测量结果进行相互验证；所述第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。

5.一种大气数据测量方法，其特征在于，包括：

通过信号发生器，产生调谐激光的波形；

通过可调谐激光器发射相应波长的调谐激光，对空气进行照射；

采用光学镜组，接收所述调谐激光经过气体分子散射及吸收后的后向散射光；

通过探测器，将所述后向散射光转换为对应的电信号；

通过计算机获取所述电信号对应的数字信号，得到探测数据，对所述探测数据进行基线拟合得到对应的吸收谱线线形，并对所述吸收谱线线形进行线形函数拟合，得到对应的吸收谱线参数，以用于计算大气数据；

通过所述计算机，根据所述探测数据中携带的散射信息，分别采用米散射模型或瑞利散射模型，对相应的散射光进行描述，以及，根据所述探测数据中携带的吸收信息，采用通过高斯函数和洛伦兹函数卷积得到的福格特函数，对气体吸收谱线展宽的线形进行描述，以及，根据所述散射光的描述和气体吸收谱线展宽的线形的描述，计算所述后向散射光对应的探测数据。