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一种多普勒激光测风雷达径向风速标定方法

申请号: CN202410234087.2
申请人: 珠海光恒科技有限公司
更新日期: 2026-03-17

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种多普勒激光测风雷达径向风速标定方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202410234087.2
申请日 2024/3/1
公告号 CN117805792A
公开日 2024/4/2
IPC主分类号 G01S7/497
权利人 珠海光恒科技有限公司
发明人 张才士; 曹丁象; 盛一成; 赵德平; 张海涛; 谢冠忠; 张海荣; 杨军; 巨兴斌
地址 广东省珠海市香洲区永南路388号2栋201房

摘要文本

本发明旨在提供一种满足高精度要求、目标校准不确定度低的多普勒激光测风雷达径向风速标定方法。本发明方法包括以下步骤:a.建立脉冲相干多普勒激光测风雷达的标定装置;b.基于步骤a建立的标定装置进行建模;c.对光束倾角进行标定;d.建立光斑直径和圆盘半径的关系,进行不确定度计算;e.根据标定后的的光束倾角、掠角、圆盘半径和圆盘转动角频率,最终得到径向风速。本发明应用于激光雷达技术领域。

专利主权项内容

1.一种多普勒激光测风雷达径向风速标定方法,其特征在于,该方法包括以下步骤,a. 建立脉冲相干多普勒激光测风雷达的标定装置:该装置包括圆盘、电机、减速机和支撑架,圆盘设置在支撑架上,并由电机驱动,再由减速机来控制转速,激光测风雷达设置于观测距离L之外,激光测风雷达的激光束在垂直于圆盘的旋转轴的平面内指向圆盘的切向,并且激光束沿着圆盘的附近上下倾斜,从而测量切向速度的投影值;b. 基于步骤a建立的标定装置进行建模:设激光雷达探测到的视向速度为,是在圆盘表面和激光束的交点投影到光束方向上的圆盘圆周速度,视向速度为:
, (1)其中,V是圆周速度,是掠角,/>是光束倾角,/>是角频率,/>是圆盘的半径;圆盘c. 对光束倾角进行标定:光束倾角/>通过全站仪精确地进行测量,或者根据高度差利用三角函数来估计所述光束倾角/>的值;d. 建立光斑直径和圆盘半径的关系,进行不确定度计算:圆盘的不同位置处的不同掠角/>对应的切向投影的速度不一致,当光斑全部打到圆盘上时,此时设光斑的直径为/>,则对应的掠角范围/>有着以下的关系:
(2)对三角函数泰勒展开最终得到
,根据上述公式,通过增大掠角,或者减小光斑的直径/>,或者增大圆盘的半径/>,进而减小测量标定误差,据此,确定光斑直径/>和圆盘半径/>的关系;e. 根据标定后的的光束倾角、掠角/>、圆盘半径/>和圆盘转动角频率/>,最终得到径向风速/>。