相干激光測風(fēng)雷達(dá)晴空湍流反演算法研究.pdf

1、晴空湍流對(duì)于高空巡航中的飛機(jī)，構(gòu)成極大的危害，常被稱為“隱形殺手”。因此，實(shí)時(shí)探測、識(shí)別、分類、告警晴空湍流成為了國際上研究的熱點(diǎn)。
　　盡管微波雷達(dá)已經(jīng)比較成熟，但微波雷達(dá)波束寬、空間采樣率低，對(duì)晴空湍流等中小尺度的惡劣天氣現(xiàn)象無能為力。激光測風(fēng)雷達(dá)與雷達(dá)相比，激光測風(fēng)雷達(dá)空間分辨率極高，具有極強(qiáng)的“晴空湍流”探測能力。因而通過激光測風(fēng)雷達(dá)探測“晴空湍流”是國際上研究的熱點(diǎn)。相干激光測風(fēng)雷達(dá)在與風(fēng)場有關(guān)的遠(yuǎn)程探測方面的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被

2、大量的實(shí)事證明。
　　本論文主要研究如何利用激光測風(fēng)雷達(dá)大氣風(fēng)場數(shù)據(jù)快速精確識(shí)別和分類晴空湍流目標(biāo)。改進(jìn)了Frehlich算法，引進(jìn)了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥?，并且針?duì)激光測風(fēng)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，引進(jìn)了混合編程的方法。
　　首先，簡要概述了相干激光測風(fēng)雷達(dá)探測晴空湍流的基本原理。主要介紹了相干激光測風(fēng)雷達(dá)的工作原理、風(fēng)場數(shù)據(jù)風(fēng)速VAD反演方法、激光測風(fēng)雷達(dá)信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)、晴空湍流中風(fēng)速的模擬方法以及識(shí)別湍流類型的基本原理。

3、　　其次，分析了晴空湍流識(shí)別分類的算法。基于湍流速度的基本識(shí)別算法不能處理天氣現(xiàn)象的尺度問題。引進(jìn)了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥?，指出了將?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥ㄓ糜跀?shù)據(jù)處理時(shí)帶來的問題以及解決辦法，給出了實(shí)現(xiàn)方法，并且就經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥ㄩ_發(fā)了Matlab界面。分析討論了Frehlich提出的算法，其基本機(jī)理是通過最佳匹配法求湍流參數(shù)，最后根據(jù)得到的湍流參數(shù)進(jìn)行湍流識(shí)別，其缺點(diǎn)是運(yùn)算量大且不易實(shí)現(xiàn)，本論文通過最小二乘法來實(shí)現(xiàn)匹配，減小了運(yùn)算量。
　　最后，