基于M-Z干涉仪的风速测量方法及系统参数优化设计.doc

摘要：大气风速是最重要的大气参数之一，高精度的大气风速探测数据在工农业生产、航空航天、大气科学研究等领域有着非常重要的作用，因此对大气风速测量方法的研究具有重要的意义。传统的大气风速光电探测系统中所采用的是F-P干涉仪、Fizeau干涉仪、分子或原子吸收谱线等作为鉴频器。本文则选用M-Z干涉仪作为鉴频器，研究基于M-Z干涉仪的风速测量方法。首先深入分析基于M-Z干涉仪的风速测量原理，导出了风速与M-Z干涉仪两个通道接收信号的关系；其次，对基于M-Z干涉仪的光电风速探测系统的关键参数进行优化，给出了最佳的光程差；最后，对该风速测量方法的噪声误差和系统误差进行了深入分析，导出了噪声误差理论公式，分析了大气温度不确定度和气溶胶信号不确定度对风速测量精度的影响。

关键词：风速，激光雷达，M-Z干涉仪，多普勒效应，大气后向散射

目录

摘要

Abstract

1绪  论-1

1.1 大气风场探测的背景和意义-1

1.2 大气风场探测的主要方法-1

1.3 测风激光雷达的发展概况-2

1.3.1 相干探测-2

1.3.2 直接探测-3

1.4  本课题所做的工作和研究-3

2基本原理-4

2.1 激光多普勒效应-4

2.2 大气后向散射原理-5

3双通道M-Z干涉仪测风原理-6

4系统参数优化-9

5风速探测误差分析及仿真-14-

   5.1不考虑温度不确定度和气溶胶的影响-14

   5.2考虑温度不确定度和气溶胶的影响-16

6总  结-17

参考文献-18