[发明专利]一种大气数据测量方法及系统

说明书

本申请公开了一种大气数据测量方法及系统，用以解决目前的大气数据测量系统的可靠性、准确性和及时性不能满足新一代飞行器的要求的问题。该系统包括激光光源、探测单元、计算机：激光光源包含的信号发生器产生调谐激光的波形，激光器控制器控制可调谐激光器的温度和注入电流，可调谐激光器发射相应波长的调谐激光；探测单元包括的光学镜组接收调谐激光经过气体分子散射及吸收后的后向散射光，探测器将后向散射光信号转换为对应的电信号；计算机采集电信号对应的数字信号得到探测数据，通过对探测数据的基线拟合得到吸收谱线线形，并对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。

技术领域

本申请涉及大气数据测量领域，尤其涉及一种大气数据测量方法及系统。

背景技术

大气数据是飞行器飞行控制系统、发动机控制系统的重要输入信息，准确可靠的大气数据是飞行器安全与稳定飞行的重要保障，大气数据传感是现代飞行器的关键技术之一。随着飞行器技术的迅速发展，新一代飞行器的飞行速度更快、机动能力更强、攻角较大、需要在临近空间飞行，这些都依赖于大气数据的准确测量，同时也对大气数据传感技术提出了更高的要求。

目前，大气数据在测量的过程中，通常是通过多种不同原理的传感器，在不同时空条件下分别测得的，这样测量得到的大气数据的可靠性、准确性和及时性存在问题，不能满足新一代飞行器的要求。

发明内容

本申请实施例提供一种大气数据测量方法及系统，用以解决目前的大气数据测量系统的可靠性、准确性和及时性不能满足新一代飞行器的要求的问题。

本申请实施例提供的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。

本申请实施例提供的一种大气数据测量方法，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。

本申请实施例提供一种大气数据测量方法及系统，至少包括以下有益效果：通过探测大气散射和氧气分子吸收的复合谱信号，同时反演空气的密度、氧气浓度、空气温度、压力和速度等多个参量，实现飞行器所需要的大气数据的多种参数的同步测量。该方法不受飞行器高度、速度的局限，能够在不同高度都获得可靠的后向散射信号，满足近地面到临近空间的大空域应用的要求，适应各种不同飞行模式和环境，提升大气数据测量的可靠性，提高测量精度，有利于保障飞行安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的大气数据测量系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的散射系统示意图；

图3为本申请实施例提供的大气数据测量方法流程图；