提升瑞利激光雷达性能：中高层大气风场观测精度大幅增强

本文主要探讨了瑞利测风激光雷达系统的性能改进与中高层大气风场观测的研究进展。首先，针对原有系统的不足，研究团队着重改进了接收系统的各个环节，包括光信号的耦合效率、传输效率和采集效率。通过技术优化，新的接收机的光学效率相较于原系统提升了1.874倍，显著解决了在紫外波段光学效率低的问题，从而提高了整个系统的效能。 校准参数的优化也是关键环节，通过提高标准具表面的反射率至80%，确保了激光频率的精确锁定，达到了满足系统探测精度的要求。为了进一步提高测量精度，研究人员设计并实施了一种60米准静态零风速实时校准管道，有效消除了多普勒零点偏移带来的测量误差。这种改进措施使得系统在实际应用中的探测精度得到了显著提升。 通过改进后的瑞利测风激光雷达进行的大气风场探测实验结果显示，相比于传统的探空气球，新系统在风速和风向测量上表现出明显的优势。最大风速差达到6.73米/秒，风向偏差为24.6°，而平均差异仅为1.28米/秒和2.65°。这些高时空分辨率的风场数据对于深入研究中高层大气的变化规律以及揭示空间环境的区域变化特征具有重要意义。 因此，本文的研究不仅对提升瑞利测风激光雷达系统的性能具有理论价值，也为实际应用提供了重要的技术支持，特别是在气象监测、空间科学等领域，为更准确地理解和预测大气动态提供了关键的数据支撑。关键词包括遥感、测风、瑞利散射、激光雷达以及风场观测，反映出研究者在这些领域内的深入探索和技术创新。