瑞利散射双边缘激光雷达：大气温度对其风速测量的关键影响

本文主要探讨了大气温度对基于瑞利散射双边缘技术的激光测风雷达性能的影响。瑞利散射双边缘技术是一种利用激光束与大气分子相互作用，通过测量散射光的多普勒频移来推断风速的技术。在实际应用中，大气温度的变化会直接影响到激光信号的传播和散射特性，从而对风速测量的精度产生显著影响。 作者首先通过模拟仿真，研究了在不同大气温度条件下，直接探测多普pler激光测风雷达的响应函数曲线。他们发现，随着大气温度的升高，雷达系统的响应特性会发生变化，这种变化会随着风速的增大而加剧。这意味着在高风速或极端温度环境下，风速测量的误差可能会增大，这对雷达的稳定性和准确性提出了更高的要求。 为了确保风速测量的精确性，文章强调了在系统设计阶段必须考虑大气温度的影响。设计者需要根据预期的最大风速和所需的风速测量精度，确定对大气温度分布的控制精度。这通常涉及到在风速反演过程中实施温度校正，即通过对测量数据进行补偿，减小温度变化带来的误差。 通过数值仿真方法，研究人员得出了一个温度误差导致风速误差的估算公式，这个公式能够帮助工程师理解和量化温度对风速测量的具体影响，以便优化雷达系统的性能。这项研究对于提高激光测风雷达在实际环境中的适应性和精度具有重要的指导意义，尤其是在气象学、海洋学和航空领域，对实时准确的风速测量至关重要。