探地雷达操作规程 （文件编号：****-010） 共1页第1页版本/版次：D/ 0 生效日期：2016-01-01 1. 目的 为了使检测员更好地熟悉和掌握检测仪器的操作方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。 2. 适用范围 适用于探地雷达仪器 3 操作步骤 3.1测试前的安装准备 检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本； 3.2试验/检测的工作程序 （1）测试连接。将地质雷达天线通过支架安装。 （2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。 （3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。 （4）测试结束。按下stop结束测试点，保存文件并退出； （5）拆除信号线，拆除天线，支架。 3.3扫描之前的仪器调试和参数设置 （1）菜单系统—>设置—>调用，选择所用的天线。 （2）系统—>单位垂直刻度设为时间，单位为ns （3）测程：900M天线探测混凝土的量程约为15纳秒，为使所有有效信号完全显示，一般设置为20ns （4）采样点数：一般设为512或1024 采样点数越多，扫描曲线越光滑，垂直分辨率越好。但是采样点数增大，使得扫 描速率下降 （5）每秒扫描数：64 （6）增益点数：2 （7）垂向高通滤波器：225MHz
（8）垂向低通滤波器：2500MHz （9）数据位：16位 （10）发射率：100 KHz，发射功率越高，采集速度越快，但若采集过高，易损坏雷达系统 （11）信号位置设为手动 （12）表面设为0 （13）调出完整的直达波（首波），调整延时参数 若检测结构与上次相同，可不再次设置以上参数，系统默认上次检测参数。 （14）增益设置为自动，增益函数手动设置，可以改变增益点数多少、并且可以调整各增益点的函数大小，进而调整信号强度。增益函数调整过大，在探测资料中可能 人为造成假象。设置方法为先设为手动，再设为自动。 编制/日期：批准/日期：
全国主要城市室外气象参数表 台站位置大气压力(hPa)冬季北纬东经冬季夏季采暖空气调节省份 城市 名称北京市延庆40115.95966.3950.4-13-16北京市密云40116.83 1018996.9-11-14北京市北京40116.471020.4998.6-9-12天津市蓟县40117.421025.41003.5-10-12天津市天津39117.161026.61004.8-9-11天津市塘沽39117.721026.61004.7-8-10河北省承德41117.93980 962.8-14-17河北省张家口41 114.88938.9924.4-15-18河北省唐山40118.161023.41002.2-10-12河北省保定 39115.511024.71002.6-9-11河北省石家庄38114.411016.9995.6-8-11河北省
邢台37114.51017.4995.8-8-11山西省大同40113.33899.2888.6-17-20山西省 阳泉38113.55936.2922.7-11-13山西省太原38112.55932.9919.2 -12-15山西省 介休37111.93936.8922.4-10-13山西省阳城35112.4946.9931.8-7-10山西省 运城35111.01982.1962.8-7-9内蒙古海拉尔49119.75947.2935.5 -34-37内蒙古 锡林浩特44116.06905.7895.6-27-30内蒙古二连浩特44112910.1 898.1-26-30内蒙古通辽44122.261002.8984.3-20-22内蒙古赤峰42 118.96954.9940.9-18-20内蒙古呼和浩特41111.68900.9889.4-19-22辽宁省开原43124.051013994.3-22-25辽宁省阜新42121.651008.2 989-17-20辽宁省抚顺42124.05
第二章 激光雷达的基本技术 如前所述，激光雷达的种类繁多、结构各异，其整机形式及体积重量也很不相同。为说明这一特点，图2.1~2.4给出了几种典型的激光雷达外观图。其中，图2.1~2.2为两种大型的激光雷达。而图2.3~2.4则为两种小型激光雷达。尽管如此，对所有的激光雷达而言，有一点是共同的，它们都是 图2.1 NASA 平流层气溶胶Lidar 照片 图2.2 欧共体 ALOMAR Lidar 图 2.3 IAP RMR 激光雷达 图2.4 便携式激光雷达
由发射、接收和信号处理三个主要部分组成。并且再分下去，这三部分又都由激光器、发射光学、接收光学、窄带滤光、通道分光、光电探测器和信号处理电路（通常包括微型计算机）等几个部件组成。此外，在由部件组成激光雷达时，都会涉及发射光束和接收视场的匹配，联调或同步扫描等技术问题。也就是说，在不同的激光雷达中都需要采用一些共同的部件或整机技术。因此，本书在讲述各种具体类型激光雷达之前，先对这些共同的激光雷达部件技术作简要的介绍。 2.1 发射系统技术 2.1.1 发射激光器 激光器用来产生发射激光束，故常称用于激光雷达的激光器为发射激光器。发射激光器是激光雷达中最为重要的技术部件，它的质量往往在很大程度上决定了激光器的探测性能。对用于激光雷达的激光器，通常有如下要求： 1．有较大的输出功率，且大多数都需要工作于脉冲方式，因此相应的要求是脉冲能量大、脉冲重复频率高。 2．激光的光束质量好，特别是要求光束的发散度要小、指向性要好。 3．对于工作于差分吸收或荧光机制的激光雷达，还要求激光输出波长处于特定光谱范围或要求其可以调谐。 4．通常还要求激光器体积、功耗小，性能稳定可靠等，以满足激光雷达多种运载方式的要求。 能基本上满足上述要求的激光器有很多种，范围涵盖了以固体、气体、液体和半导体为工作物质的各种激光器。但是，真正经常用于激光雷达的激光器实际上有少量几种，现分别简介如下：1．Nd:YAG激光器 Nd:YAG激光器是一种典型的固体工作物质的激光器。由于它多方面的优良性能，在激光雷达中获得最为广泛的应用。 Nd:YAG激光器的原理结构示于图2.5。它主要由激光工作物质Nd:YAG棒，由M1和M2两块腔镜组成的激光谐振腔和闪光灯及其电源三个主要部分组成。至于图中的Q开关，它是为了形成窄脉冲输出激光用的，从原理上讲，并不属于Nd:YAG激光器的工作物质、谐振腔和激励源三个必要部分。 图2.5 Nd:YAG激光器
前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。
气象参数标准Last revision on 21 December 2020
编制说明 本标准是根据城乡建设环境保护部（84）城设字第124号通知的要求，为了适应工业与民用建筑工程的需要，由中南地区建筑标准设计协作组办公室会同国家气象局北京气象中心气候资料室共同编制。 在编制过程中，广泛征求了建筑、气象、城建等专业部门及各有关规范编制组的意见；通过对6个城镇的试编工作，确定了编制原则、成果表现形式、全国城镇定点与气象参数的项目内容；在征求意见稿完成后，又征求了全国有关单位的意见，然后修改成本稿。 我国城镇较多，各专业需求的气象参数项目较广，限于当前条件，本标准仅选取了209个城镇，每个城镇列出55项常用的气象参数及气候特征分析，供工业与民用建筑工程设计、施工中使用。 为使各有关标准规范的数值统一起见，本标准中的“最热月14时平均温度、相对湿度”、“三十年一遇最大风速”、“日平均气温≤5℃的日数及度日数等”及“冬、夏季太阳辐射强度”系来源于《采暖通风与空气调节设计规范》（送审稿）、《工业与民用建筑结构荷载规范》、《民用建筑节能设计标准》及《民用建筑热工设计规程》等。 本标准共分三章，五个附录，主要内容有：总则、参数的分类及其应用、参数的统计方法与标准及全国城镇参数定点示意图、参数表等。 第一章总则 第1.0.1条为满足工业与民用建筑工程的勘察、设计、施工以及城镇小区规划设计的需要而提供统一的建筑气象参数，特制订本标准。 第1.0.2条本标准中所选用的参数系工业与民用建筑工程中通用的建筑气象参数。在编制有关规划、设计等文件时所用的气象参数，已列入本标准的应以本标准为准。其他未列入本标准中的各专业专用的参数，仍应按各专业的有关规范执行。 第1.0.3条本标准按城镇定点提供气象参数。其地名以经国务院批准的截至1985年底的行政区划资料所列为准。 第1.0.4条本标准所列的参数是根据各城镇气象台站30年（1951年～1980年）气象记录资料编制的。不足30年记录者，按实有记录资料整理编制。 第二章建筑气象参数标准的分类及其应用 第一节建筑气象参数项目分类 第2.1.1条本标准按各定点城镇分别列出了各类建筑气象参数：大气压、干球温度、相对湿度、降水、风、日照、冬夏季太阳辐射强度、地温、冻土及天气现象等10类55项（见附录二、三），并给出当地的“气候特征分析”、“全年、冬、夏季风玫瑰图”。 第2.1.2条“气候特征分析”扼要叙述该点的主要气候特点，为设计、施工人员提供必要的气候背景，其中有关数据亦可直接引用。 第2.1.3条全年及冬、夏季风玫瑰图给出了各风向的年、季平均频率分布。 第2.1.4条“太阳辐射强度”除附录三所列的城镇外，其他城镇可采用当地已有的数据或参照附录三中所列城市就近套用。 第二节各项参数的引用 第2.2.1条本标准所列各项气象参数可供工业与民用建筑工程的设计、施工直接引用。 第2.2.2条引用参数时应注意建设地点与拟引用数据的气象台站的距离、地形等因素对数值的影响。 一、地势平坦的区域 1．建设地点与拟引用数据的气象台站水平距离在50km以内，海拔高度差在100m以内时可以直接引用。
激光雷达（LiDAR）——参数才是决定激光光源选择的因素 对于LiDAR（激光性能考量因素高峰值功率（几十千瓦至几十兆瓦）脉冲（纳秒范围）的固态激光器已用于LiDAR数十年，尺寸、重量、成本、功耗、液体冷却、冲击与自动驾驶车辆LiDAR据ABI Research最近的一项调查显示，到2026年1月，汽车上的LiDAR设备数量将达到6900万部。正如Keopsys集团（拉尼翁，法国）的Frederic Chiquet、研发经理Guillaume Canat和首席执行官Marc le Flohic所解释的那样，现存两类主要的自动驾驶汽车LiDAR系统：3D Flash LiDAR和扫描式LiDAR。Flash LiDAR使用的是广角发射源和广角光学系统（例如鱼眼镜头），将在单个发射过程中获得的反散射光集中于矩阵探测器上，以获得用于模拟车辆周围区域的所有飞行时间（ToF）数据。相反地，扫描式LiDAR可以逐行地处理3D环境；光在每个方向上依次发射，对应的回声由探测器逐个检测。符合用眼安全的激光源必须以脉冲模式工作，光束需强大到能够探测到100米外穿深色衣服的行人，工作温度为-40到85°C，并且可发射出测距精度达10厘米的脉冲。许多LiDAR光源是基于激光二极管，也有非制冷光纤激光器，较激光二极管有诸多的优势，如拥有高功率光束分裂和使用光纤路由到多个传感器位置的能力。使用主振荡器功率放大器（MOPA）结构中，一种典型的1550 nm LiDAR的光纤激光器的脉冲重复率达到5~250 kHz，功率水平分别为10~15 kW和200~300 W。脉冲激光二极管和光纤激光源用于自动驾驶汽车LiDAR的应用对比研究如下。 自动驾驶车辆LiDAR应用中脉冲激光二极管和光纤激光器来源的比较（来源：Keopsys 集团）专用于自动驾驶汽车的脉冲激光二极管是混合器件。激光芯片安装在由MOSFET 晶体管触发的电容器中。每当晶体管的栅极开启时，电容器内积累的电荷就会被释放到芯片中，从而释放出光脉冲。尽管此类型光源的性价比不错，相比昂贵的1550nm InGaAs 光电二极管，其905 nm的输出很容易被硅探测器检测到，但激光二极管具有有限的脉冲重复率和较低的峰值功率，并且受到过热效应的限制。3D Flash LiDAR的激光二极管光源是基于二极管堆叠技术，用几个边缘发射器垂直封装在一起，每层之间均由一层薄的散热
预报员试题/卫星与雷达；总计184道试题，选择题96道，术语题9道，判断题46道，问答33题 极轨卫星：。 轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 4 1 地球同步（或静止）卫星。 位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 4 1 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 4 3 多普勒效应：。指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 4 3 下击暴流：-----------------------------------------------------。 能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 4 1 云线：-----------------------------------------------------。 带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 4
阵风锋：-----------------------------------------------------。雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 4 3 雹暴云团、-----------------------------------------------------。以冰雹、大风天气为主的云团。 4 3 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表： A.可见光图、红外图、水汽图 B.红外图、水汽图、可见光图 C.红外图、可见光图、水汽图 D.水汽图、可见光图、红外图 C 1 1 红外云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um B 1 1 可见光云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um C 1 1 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um A 1
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1雷达与激光雷达系统 (2) 2激光雷达测距方程研究 (3) 2.1测距方程公式 (3) 2.2发射器特性 (4) 2.3大气传输 (5) 2.4激光目标截面 (5) 2.5接收器特性 (6) 2.6噪声中信号探测 (6) 3伪随机m序列在激光测距雷达中的应用 (7) 3.1测距原理 (7) 3.2 m序列相关积累增益 (8) 3.3 m序列测距精度 (8) 4脉冲激光测距机测距误差的理论分析 (9) 4.1脉冲激光测距机原理 (9) 4.2 测距误差简要分析 (10) 5激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用 (10) 6结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (12)
激光雷达测距原理与其应用 摘要:本文简单介绍激光雷达系统组成，激光雷达系统与普通雷达系统性能的对比，着重阐述激光雷达测距方程的研究。针对激光远程测距中的微弱信号检测，介绍一种基于m序列的激光测距方法，给出了基于高速数字信号处理器的激光测距雷达数字信号处理系统的实现方案，并理论分析了脉冲激光测距机的测距误差。了解并学习激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用。 关键词：激光雷达；发射器和接收器特性; 伪随机序列; 脉冲激光；测距误差 Applications and Principles of laser radar ranging Student majoring in Optical Information Science and Technology Ren xiaonan Tutor Shang lianju Abstract:This paper briefly describes the composition of laser radar systems, laser radar system and radar system performance comparison of normal, focusing on the laser radar range equation. Laser Ranging for remote signal detection, presents a introduction of a sequence based on laser ranging method m, gives the high-speed digital signal processor-based laser ranging radar digital signal processing system implementations, and theoretical analysis of the pulse Laser rangefinder range error.We understand and learn application of Laser radar in the mobile robot and other aspects. Key words：Laser radar; Transmitter and receiver characteristics；Pseudo-random sequence；Pulsed laser；Ranging error. 引言：激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物，激光具有亮度 高、单色性好、射束窄等优点,成为光雷达的理想光源,因而它是目前激光应用主要的研究领域之一。激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术，激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始，逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术，使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。利用激光作为遥感设备可追溯到30多年以前，从20世纪60年代到70年代，人们进行了多项试验，结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力，其中包括激光测月和卫星激光测距。激光雷达测量技术是一门新兴技术，在地球科学和行星科学领域有着广泛的应用.LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称，通常指机载对地激光测距技术，对地激光测距的主要目标是获取地质、地形、地貌以及土地利用状况等地表信息。相对于其他遥感技术，LIDAR的相关研究是一个非常新的领域，不论是在提高LIDAR数据精度及质量方面还是在丰富LIDAR数据应用技术方面的研究都相当活跃。随着LIDAR传感器的不断进步，地表采点密度的逐步提高，单束激光可收回波数目的增多，LIDAR数据将提供更为丰富的地表和地物信息。激光测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类，目前激光测距仪已投入使用,激光雷达正处在试验阶段,某些激光雷达已付诸实用.本文对激光雷达的测距原理、发射器和接收器特性、束宽、大气传输以及目标截面、外差效率进行分析, 提出基于伪随机序列的激光测距技术 ,可将激光
激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析 “雷达”是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标;测量其距离,速度,角位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等 特征参数。 传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波.可以用 振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。 激光雷达利用激光光波来完成上述任务。可以采用非相干的能量接收方式，这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现探测。激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。激光光速发散角小，能量集中，探测灵敏度和分辨率高。多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。天线和系统的尺寸可以作得很小。利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性，可以探测不同的物质成分，这是激光雷达独有的特性。 激光雷达的种类目前，激光雷达的种类很多，但是按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种: 按激光波段分：有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。 按激光介质分：有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。 按激光发射波形分：有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。按显示方式分：有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。 按运载平台分：有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、
激光雷达回波信号仿真模拟研究 摘要 关键字 第一章绪论 第一节引言 激光雷达（Lidar：Li ght D etection A nd R anging），是一种用激光器作为辐射源的雷达，是激光技术与雷达技术完美结合的产物。激光雷达的最基本的工作原理与我们常见的普通雷达基本一致，即由发射系统发射一个信号，信号到达作用目标后会产生一个回波信号，我们将回波信号经过收集处理后，就可以获得所需要的信息。与普通雷达不同的是，激光雷达的发射信号是激光而普通雷达发射的信号是无线电波，两者在波长上相比，激光信号要短的多。由于激光的高频单色光的特性，激光雷达具有了许多普通雷达无法比拟的特点，比如分辨率高，测量、追踪精度高，抗电子干扰能力强，能够获得目标的多种图像，等等。因此，利用激光雷达对大气进行监测，收集、分析数据，建立一个大气环境预测理论模型，这将会成为研究气候变化和寻求解决对策的一项重要武器。 第二节本文的选题意义 由于投入巨大，在研制激光雷达实物之前，我们需要进行模拟与仿真研究，预测即将研制的激光雷达的各性能指标，评价总体方案的可行性。激光雷达回拨信号仿真模拟就是利用现代仿真技术，逼真的复现雷达回波信号的动态过程，它是现代计算机技术、数字模拟技术和激光雷达技术相结合的产物。仿真模拟的对象是激光雷达的探测没标以及它所处的环境，模拟的手段是利用计算机和相关设备以及相关程序，模拟的方式是复现包含着激光雷达目标和目标环境信息的雷达信号。通过激光雷达回波信号的仿真模拟，进而产生回波信号，我们可以在实际雷达系统前端不具备条件的情况下，对激光雷达系统的后级设备进行调试。 第三节本文的研究思路和结构安排 本文主要研究面向气象服务应用的大气激光雷达。笔者在熟悉激光雷达的基本工作原理的前提下，学习和熟悉各种参数对大气回波能量的影响，进而学习和掌握matlab编程语言，并且根据给定的激光雷达系统参数、大气参数和光学参数，以激光雷达方程为基础，通过仿真模拟得到理想状态下的大气回波信号。但是，在实际测量工作中，由于大气中的各种干扰，我们获得的回波信号并不和理想状态下的大气回波信号一致，因此，在本文的后期工作中，笔者根据已有的大量激光雷达实测信号与模拟信号对比，既能验证仿真模拟结果的准确性，又能应用于激光雷达的性能指标等方面的分析上，具有比较高的实际应用价值。 第二章激光雷达的原理 第一节激光雷达系统 一个标准的激光雷达系统应该包含以下部件：激光器、发射系统、接收系统、光学系统、信号处理系统以及显示系统。它的工作原理图我们可以用下图表示：
全国主要城市气象参数表 地区北纬东经海拔冬季 采暖 室外 设计 干球 温度冬季 通风 室外 设计 干球 温度 冬季 空调 室外 设计 干球 温度 夏季 通风 室外 设计 干球 温度 夏季 空调 室外 设计 干球 温度 夏季 空调 室外 设计 湿球 温度 极端 低温 极端 高温 冬季 湿度 夏季 湿度 北京市39°48′116°19′-9 -5 -12 30 41 77 上海市31°10′121°26′-2 3 -4 32 34 73 83 天津市39°06′117°10′-9 -4 -11 30 54 78 重庆市29°35′106°28′ 4 8 3 33 36 81 76 黑龙江省 海拉尔49°13′1196°45′-35 -27 -38 25 76 72 嫩江49°10′125°13′-33 -25 -36 25 73 79 博克图48°46′121°55′-28 -21 -31 23 70 80 海伦47°26′126°58′-29 -23 -31 25 73 67 齐齐哈尔47°23′123°55′-25 -19 -29 27 69 74 哈尔滨45°41′126°37′-26 -20 -29 26 72 78 牡丹江44°34′129°36′-24 -19 -28 26 69 78 吉林省 长春43°54′125°13′-23 -17 -26 27 68 79 通辽43°36′122°16′-20 -15 -23 28 53 74 四平43°11′124°20′-23 -15 -25 28 66 79 延吉42°53′129°28′-20 -14 -22 26 58 81 辽宁省 1
车载激光雷达测距测速原理 陈雷1，岳迎春2，郑义3，陈丽丽3 1黑龙江大学物理科学与技术学院，哈尔滨 (150080) 2湖南农业大学国家油料作物改良中心，长沙 (410128) 3黑龙江大学后勤服务集团，哈尔滨（150080） E-mail：lei_chen86@https://www.doczj.com/doc/e53531019.html, 摘要：本文在分析了激光雷达测距、测速原理的基础上，推导了连续激光脉冲数字测距、多普勒频移测速的方法，给出车载激光雷达基本原理图，为车载激光雷达系统测距测速提供了基本方法。 关键词：激光雷达，测距，测速 1．引言 “激光雷达”(Light Detection and Range,Lidar)是一种利用电磁波探测目标的位置的电子设备。其功能包含搜索和发现目标；测量其距离、速度、位置等运动参数；测量目标反射率，散射截面和形状等特征参数。激光雷达同传统的雷达一样，都由发射、接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。但传统的雷达是以微波和毫米波段的电磁波作为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波，激光是光波波段电磁辐射，波长比微波和毫米波短得多。具有以下优点[1]： (1)全天候工作，不受白天和黑夜的光照条件的限制。 (2)激光束发散角小，能量集中，有更好的分辨率和灵敏度。 (3)可以获得幅度、频率和相位等信息，且多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。 (4)抗干扰能力强，隐蔽性好；激光不受无线电波干扰，能穿透等离子鞘，低仰角工作时，对地面的多路径效应不敏感。 (5)激光雷达的波长短，可以在分子量级上对目标探测且探测系统的结构尺寸可做的很小。当然激光雷达也有如下缺点： (1)激光受大气及气象影响大。 (2)激光束窄，难以搜索和捕获目标。 激光雷达以自己独特的优点，已经被广泛的应用于大气、海洋、陆地和其它目标的遥感探测中[14,15]。汽车激光雷达防撞系统就是基于激光雷达的优点，同时利用先进的数字技术克服其缺点而设计的。下面将简单介绍激光雷达测距、测速的原理，并在此基础上研究讨论汽车激光防撞雷达测距、测速的方法。 2. 目标距离的测量原理 汽车激光雷达防撞系统中发射机发射的是一串重复周期一定的激光窄脉冲，是典型的非相干测距雷达，对它的要求是测距精度高，测距精度与测程的远近无关；系统体积小、重量轻，测量迅速，可以数字显示；操作简单，培训容易，有通讯接口，可以连成测量网络，或与其他设备连机进行数字信息处理和传输。 2.1测距原理 激光雷达工作时，发射机向空间发射一串重复周期一定的高频窄脉冲。如果在电磁波传播的
激光雷达最早的定义是LIDAR，英文为Light Deteation and Ranging，中文意思是「光的探测和测距」。 其实更准确的一个定义是LADAR：LAser Detection and Ranging，即「激光的探测和测距」。这是在2004 年提出的定义，更符合激光雷达的概念。 激光雷达实际上是一种工作在光学波段（特殊波段）的雷达，它的优点非常明显： 1、具有极高的分辨率：激光雷达工作于光学波段，频率比微波高2～3个数量级以上，因此，与微波雷达相比，激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率； 2、抗干扰能力强：激光波长短，可发射发散角非常小（μrad量级）的激光束，多路径效应小（不会形成定向发射，与微波或者毫米波产生多路径效应），可探测低空/超低空目标； 3、获取的信息量丰富：可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标多维度图像； 4、可全天时工作：激光主动探测，不依赖于外界光照条件或目标本身的辐射特性。它只需发射自己的激光束，通过探测发射激光束的回波信号来获取目标信息。 但是激光雷达最大的缺点——容易受到大气条件以及工作环境的烟尘的影响，要实现全天候的工作环境是非常困难的事情。 激光雷达在无人驾驶中的功能： 第一是路沿检测，也包括车道线检测； 第二是障碍物识别，对静态物体和动态物体的识别； 第三是定位以及地图的创建。 一款好的激光雷达设备都有哪些评判标准呢？ “单位时间出点数、点云测量精度、测距范围三方面的具体性能直接决定了激光雷达设备品质的好坏”。
激光雷达详细的参数如下： 线束…………16线 波长…………905nm 激光等级…………class 1 精度…………±2cm(典型值) 测距…………20cm~150m（目标反射率40%） 出点数…………320，000pts/s 垂直测角…………30° 垂直角分辨率………… 2.0o 水平测角…………360o 水平角分辨率…………0.1o至0.4o 转速…………300-1200rpm (5-20Hz) 输入电压…………9-32VDC 产品功率…………9w(典型值) 防护安全级别…………IP67 操作温度…………-10~60°C 规格…………H:82.7mm*φ:109mm 重量…………0.84kg(不包含数据线) 采集数据…………三维空间坐标/反射率 激光雷达生产复杂，价格高昂也是行业普遍面对的问题 通过深圳在高端制造商的积累解决这个问题。4月18日，速腾宣布已经投入20多条生产线来量产多线激光雷达，并且预计1个季度后达到100条以上的产线规模。 线数越高，价格越高。同理，通过耦合方案达到想要的线数，这样的话，比 2线、64线的价格要有优势。 激光雷达行业供货周期长 速腾聚创激光雷达供货周期在4周以内，快了很多。
预报员试题/卫星与雷达； 极轨卫星：。轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 地球同步（或静止）卫星。位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 多普勒效应： 指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 下击暴流：能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 云线：带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 阵风锋：雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 雹暴云团以冰雹、大风天气为主的云团。 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表：
C.红外图、可见光图、水汽图 红外云图的波长区间____。 B. 10.5至12.5um 可见光云图的波长区间____。 C. 0.4至1.1um 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um 红外云图的色调取决于物体________________。 B.表面温度的高低 白天在可见光图像上何处的云趋于更亮些： A.当面向太阳时； 可见光云图的色调取决于物体________________。 A．对太阳光的反照率的大小 水汽图的色调取决于物体________________。 C.水汽含量 一般来说，在( )上，云顶高度越高，则温度越低，云的色调越白。 A. 红外图 进行云识别时最主要因子包括： B.云识别时使用的图像种类； 暗影和高亮度在下面那种情况可观测到？ B.可见光图像上
国产激光雷达性能参数 The manuscript was revised on the evening of 2021
激光雷达最早的定义是 LIDAR，英文为 Light Deteation and Ranging，中文意思是「光的探测和测距」。 其实更准确的一个定义是 LADAR：LAser Detection and Ranging，即「激光的探测和测距」。这是在 2004 年提出的定义，更符合激光雷达的概念。 激光雷达实际上是一种工作在光学波段（特殊波段）的雷达，它的优点非常明显： 1、具有极高的分辨率：激光雷达工作于光学波段，频率比微波高2～3个数量级以上，因此，与微波雷达相比，激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率； 2、抗干扰能力强：激光波长短，可发射发散角非常小（μrad量级）的激光束，多路径效应小（不会形成定向发射，与微波或者毫米波产生多路径效应），可探测低空/超低空目标； 3、获取的信息量丰富：可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标多维度图像； 4、可全天时工作：激光主动探测，不依赖于外界光照条件或目标本身的辐射特性。它只需发射自己的激光束，通过探测发射激光束的回波信号来获取目标信息。 但是激光雷达最大的缺点——容易受到大气条件以及工作环境的烟尘的影响，要实现全天候的工作环境是非常困难的事情。
激光雷达在无人驾驶中的功能： 第一是路沿检测，也包括车道线检测； 第二是障碍物识别，对静态物体和动态物体的识别； 第三是定位以及地图的创建。 一款好的激光雷达设备都有哪些评判标准呢？ “单位时间出点数、点云测量精度、测距范围三方面的具体性能直接决定了激光雷达设备品质的好坏”。 激光雷达详细的参数如下： 线束………… 16线
激光雷达出图数据介绍 本文介绍的是能够从MPL或者是miniMPL上得到的探测数据信息，以及这些信息的重要性。下面将逐步解说激光雷达，解释软件每一项设置和每一组出图的意义。 1 打开历史数据 本文所示抽样数据是一台MPL仪器在2010年10月9日周末期间的监测数据。 打开电脑SigmaMPL软件，点击File-Open文件选项，导航到存储数据的文件夹，MPL激光雷达所有可用的数据就会按照日期和时间的顺序被显示在右边的Open Files对话框里面，如图1所示。 在图1界面左下角是关于数据文件选择的一些信息，如积分时间、分辨率、打开数据所需内存以及可用内存等信息。关于需求内存和可用内存的信息在我们打开数据量大的信息时是非常重要的，一定要使所需求的内存小于可用内存，从而避免系统崩溃。如果我们需要打开一周或者是一个月的数据，需求的内存很可能大于可用内存，SIGMA公司的MPL软件提供了down-sampling选项，在图1右下方所示。down-sampling选项可以让用户选择平均时间较长、空间分辨率粗糙或集中在一小段范围内的数据，这种方式可以减少数据对内存的需求。 图1 Open Files对话框
2 数据介绍 2.1 原始数据 根据打开的文件，你看到的第一组数据是原始数据、R2修正数据和SNR（信噪比）数据。在图2里面，X轴是UTC时间，Y轴指示的是地面高度范围。返回的信号用人工的彩色显示来标注，它的颜色条在右侧。原始数据包含我们所得到的所有信息但不是很直观的。进一步加工之前必须将有用信息提取出来。我们看到三个蓝带，代表白天。 图2 原始数据 2.2 SNR信噪比数据 我们从原始数据里面就可以直接得到信噪比，SNR决定了我们数据的质量和可靠性。图3和图4展示了用不同颜色条设置来显示用人工彩色显示SNR。当SNR很高的时候(SNR>=10)，Mini MPL的检测范围在白天使5km,在晚上是9km范围内。当平均SNR(SNR>=1)足够的时候，Mini MPL的检测范围在白天是9km，在晚上是14km。作为比较，在一个晴天，一个标准的MPL可以检测范围达到白天15km，晚上24km的范围。 图3 SNR的极限值为10
第2章气象卫星与多普勒天气雷达 1 气象卫星资料接收 1．1 乌鲁木齐气象卫星地面站 乌鲁木齐气象卫星地面站（以下简称卫星地面站），是中国气象局国家卫星气象中心下属的三个国家级地面接收站之一。是集实时业务、气象卫星工程建设、科研开发于一体的科 图3.2.1 乌鲁木齐气象卫星地面接受站 技单位。主要任务是：承担中国风云系列和国外气象卫星资料的接收、处理和传输任务，开发利用卫星遥感资源为地方经济建设服务。 从1988年到2002年执行《风云一号》A、B、C、D四颗卫星发射后的资料接收任务。1994年建成《风云二号》乌鲁木齐测距副站，执行测距业务。2000年完成黑山头站区工程建设，2001年投入业务运行。
气象卫星资料不仅用于气象监测，还广泛地用于对资源、环境、灾害的监测，为有关部门提供信息，与国外进行卫星资料的交换，社会效益和经济效益明显。 1．2 新疆遥感中心气象卫星遥感部 2001年，“新疆遥感中心气象卫星遥感部”设立在乌鲁木齐气象卫星地面站，受新疆维吾尔自治区气象局领导，同时在新疆遥感中心的统一部署、协调下，承担新疆气象、环境、防灾减灾及相关领域遥感理论、遥感技术、遥感应用和产业化服务等方面的综合性研究项目。 1．3 极轨业务系统 极轨业务系统主要承担中国FY1系列和美国NOAA系列极轨气象卫星的接收任务，24小时实时接收极轨气象卫星过境下发的实时资料和延时资料，并传输至国家卫星气象中心及用户。 ⑴通过每日卫星下发的精轨根数计算出当日卫星过顶时间，并与中心下发时间表核对确定当日接收的轨道； ⑵运行控制服务器将本日需接受轨道的参数按一定的接收策略分别传递各接收机的运行控制微机； ⑶在每一条轨道接收时间到来前，运行控制微机按照轨道参数计算出天线运行轨迹并自动接收卫星下传的信号； ⑷接受到的云图信息由文件服务器择优拼接并自动经光纤以FTP方式传输到卫星中心； ⑸将云图信息通过网络，迅速传到新疆维吾尔自治区气象局遥感中心； ⑹通过小规模地球站（VSAT）向全国小站以广播方式及时发送最新的云图资料。（2004年已不运行，将来采用DVBS方式） 1．4 静止业务系统 卫星地面站担负着卫星发射任务中的3点测距任务。三点测距分系统是FY–2号静止气象卫星地面应用系统重要的组成部分之一，三点测距系统由北京主站和乌鲁木齐、墨尔本（或广州）两个副站组成，主站向卫星发送测距信号，主站测量发出信号与返回信号之间的时延，可以求出从卫星到三个测距站之间的距离。经过电离层对电波折射的修正可准确地确定卫星所在的位置。FY–2号静止气象卫星每天进行4次三点测距作业。 1．5 网络通讯 卫星地面站接收的气象卫星资料，通过专用的通讯网络传输至国家卫星气象中心和新疆维吾尔自治区气象局。首先，运控微机将接收任务时间表分发到每台接收计算机，接收机根据时间表完成气象卫星资料的接收，然后将接收的资料发送到文件服务器。文件服务器对资
全国主要城市气象参数今天给大家分享的是暖通行业必备干货 省份城 市 名 称 台站位置 大气压力 （hPa） 室外计算干球温度(℃) 夏季 空气 调节 室外 计算 湿球 温度 (℃) 最热 月平 均温 度 (℃) 室外计 算相对 湿度 (%) 室外平均 风速(m/s) 冬 季 日 照 率 (%) 设计计算用采暖期天 数及其平均温度 北 纬 东经冬季夏季 冬季夏季冬 季 最 冷 月 月 平 均 夏 季 最 热 月 月 平 均 夏 季 最 热 月 14 时 平 均 冬 季 最 多 风 向 平 均 冬 季 夏 季 日平 均温 度≤ +5℃ 的天 数 日平 均温 度≤ +8℃ 的天 数 日平 均温 度≤ +5℃ 期间 内的 平均 温度 日平 均温 度≤ +8℃ 期间 内的 平均 温度采 暖 空 气 调 节 最低 日平 均 通 风 通 风 空气 调节 空气 调节 日平 均 计算 日较 差 北京市延 庆 40 115.95 966.3 950.4 -13 -16 -17.4 -9 27 30.9 25.9 9.6 23.9 23.3 43 77 62 6.7 3.7 2.2 72 149 173 -3.7 -2.5 北京市密 云 40 116.83 1018 996.9 -11 -14 -16.7 -7 29 32.6 28.7 7.5 26.2 25.7 42 77 62 3.6 2.8 1.9 68 139 154 -2.3 -1.3 北京市北 京 40 116.47 1020.4 998.6 -9 -12 -15.9 -5 30 33.2 28.6 8.8 26.4 25.8 45 78 64 4.8 2.8 1.9 67 129 149 -1.6 -0.2 天津市蓟 县 40 117.42 1025.4 1003.5 -10 -12 -14.6 -4 29 32.7 28.4 8.3 27.1 26.4 48 78 65 6 3 2.5 61 134 151 -1.4 -0.5 天津市天 津 39 117.16 1026.6 1004.8 -9 -11 -13.1 -4 29 33.4 29.2 8.1 26.9 26.4 53 78 65 6 3.1 2.6 62 122 147 -0.9 0.3 天津市塘 沽 39 117.72 1026.6 1004.7 -8 -10 -14.5 -4 28 31.4 28.5 5.6 26.4 26.2 62 79 70 6 4.3 4.4 67 127 148 -1.5 -0.3 河北省承 德 41 117.93 980 962.8 -14 -17 -19.8 -9 28 32.3 26.7 10.8 24.2 24.4 46 72 57 4 1.4 1.1 70 147 165 -4.2 -3 河北省张 家 口 41 114.88 938.9 924.4 -15 -18 -22.9 -10 27 31.6 26.4 10 22.3 23.2 43 67 51 4.3 3.6 2.4 67 155 177 -4.6 -3.2 河北唐 山 40 118.16 1023.4 1002.2 -10 -12 -15 -5 29 32.7 28 9 26.2 25.5 52 79 64 3 2.6 2.3 62 137 153 -1.5 -0.6