云底高度的地基毫米波云雷达观测及其对比 被引量：31

1

作者 唐英杰 马舒庆 +4 位作者 杨玲 陶法 李思腾 谢成华 唐凡洁 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期680-687,共8页

对2014年11月20日-12月31日中国气象局大气探测综合试验基地Ka波段毫米波云雷达、Vaisala CL51激光云高仪、L波段高空探测系统观测的云底高度进行对比分析。结果表明:在低能见度条件下,毫米波云雷达对云的探测能力明显优于激光云高仪,... 对2014年11月20日-12月31日中国气象局大气探测综合试验基地Ka波段毫米波云雷达、Vaisala CL51激光云高仪、L波段高空探测系统观测的云底高度进行对比分析。结果表明:在低能见度条件下,毫米波云雷达对云的探测能力明显优于激光云高仪,随着能见度的增加,两设备云探测能力差距在减小;毫米波云雷达与激光云高仪同时观测到有云时,二者观测的云底高度相关系数为0.92;毫米波云雷达与探空观测云底、云顶高度的相关系数分别为0.93和0.78;云雷达观测的云底高度均略低于激光云高仪和探空,云雷达观测的云顶高度略高于探空。 展开更多

关键词 毫米波云雷达 激光云高仪 L波段高空探测系统 云底高度

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一种便携式激光测云仪的云底高度反演方法 被引量：22

2

作者 王青梅 张以谟 +1 位作者 刘铁根 郑义忠 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1312-1316,共5页

报道了新研制的一种便携式激光测云仪,该设备由光学、电子和机械三部分组成,采用单片机处理回波信号、识别云底高度,并给出了该激光测云仪的相关参数。将回波斜率突增点作为云底定义点,利用云回波在上升斜率、脉冲宽度和幅度上与大气回... 报道了新研制的一种便携式激光测云仪,该设备由光学、电子和机械三部分组成,采用单片机处理回波信号、识别云底高度,并给出了该激光测云仪的相关参数。将回波斜率突增点作为云底定义点,利用云回波在上升斜率、脉冲宽度和幅度上与大气回波及噪声脉冲间的差异,识别反演出云底高度。另外,同一位置连续测量数次,可以剔除干扰噪声。与计数式激光测云仪进行了实测比较,数据基本吻合。结果表明:便携仪的云高识别算法基本合理、可行,便携仪中所采用的剔除大气回波伪信号算法能提高系统的测低云性能,智能识别算法能滤除干扰噪声。最后,需要对算法进行进一步的优化。 展开更多

关键词 激光测云仪 云高仪 激光雷达 云高反演

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基于激光云高仪的雾霾过程探测 被引量：15

3

作者 卜令兵 袁静 +4 位作者 高爱臻 雷勇 郭伟 郜海阳 黄兴友 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期58-63,共6页

利用激光云高仪数据资料,得出气溶胶后向散射系数时序图、消光系数廓线图以及能见度,结合探空资料、自动气象站数据以及能见度仪数据,综合分析了雾霾天气过程.结果表明:雾霾天气的出现受气象要素的影响较大,静、小风有利于霾的出现,较... 利用激光云高仪数据资料,得出气溶胶后向散射系数时序图、消光系数廓线图以及能见度,结合探空资料、自动气象站数据以及能见度仪数据,综合分析了雾霾天气过程.结果表明:雾霾天气的出现受气象要素的影响较大,静、小风有利于霾的出现,较高的相对湿度有利于雾霾共存,并且对能见度产生较大影响;雾后向散射强度较大,后向散射系数在垂直方向变化率大,出现高度较低;霾后向散射强度较小,霾空间分布均匀,后向散射系数垂直变化小,出现高度较高.利用激光云高仪数据反演水平能见度和垂直能见度,所得水平能见度与能见度仪所测能见度基本一致.垂直能见度与相对湿度日变化趋势大致相反,与风速日变化趋势基本一致;分析雾和霾天气下后向散射系数随时间变化特征发现,雾霾天气下傅里叶变换的功率谱分布,与雾和霾的边界特征相对应. 展开更多

关键词 雾霾 激光云高仪 后向散射系数

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地基主动式云自动观测设备外场比对试验 被引量：9

4

作者 胡树贞 陶法 +1 位作者 马舒庆 张雪芬 《气象科技》 北大核心 2017年第6期988-994,共7页

对2015年1—5月安装在中国气象局大气探测试验基地的Ka波段毫米波测云仪(HT101)和2种型号激光云高仪(CYY-2B、HY-CL51)进行比对试验。试验期间以L波段业务探空气球的入云和出云高度为云高标准,对测云仪从云体探测率、准确性、天气适应... 对2015年1—5月安装在中国气象局大气探测试验基地的Ka波段毫米波测云仪(HT101)和2种型号激光云高仪(CYY-2B、HY-CL51)进行比对试验。试验期间以L波段业务探空气球的入云和出云高度为云高标准,对测云仪从云体探测率、准确性、天气适应性等方面进行分析,结果表明:(1)毫米波测云仪的云体探测率最高;(2)以探空气球入云高度为标准,毫米波测云仪云底高度探测相对偏差最小;(3)毫米波测云仪有较强的云顶高探测能力;(4)毫米波测云仪天气适应性最强,在多层云、卷云、低能见度条件下HT101探测性能优于CYY-2B、HY-CL51。 展开更多

关键词 毫米波测云仪 激光云高仪 L波段探空系统 云底高

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基于激光云高仪的雾和霾监测研究 被引量：8

5

作者 袁静 潘哲 +2 位作者 李伶俐 钱晰 朱君 《气象水文海洋仪器》 2019年第2期8-14,共7页

文章在分析激光云高仪观测原理的基础上,结合人工实验观测数据和激光云高仪的后向散射强度数据,提出两种处理激光云高仪后向散射强度数据的方法,即对数运算法和固定阈值分割法。利用这两种方法,使激光云高仪在实现云高检测的同时又凸显... 文章在分析激光云高仪观测原理的基础上,结合人工实验观测数据和激光云高仪的后向散射强度数据,提出两种处理激光云高仪后向散射强度数据的方法,即对数运算法和固定阈值分割法。利用这两种方法,使激光云高仪在实现云高检测的同时又凸显了在雾、霾和降水等不同天气条件下近地面大气气溶胶的光学特性。研究表明,利用激光云高仪后向散射强度初值大小、垂直变化趋势和其随时间变化情况,可以实现激光云高仪对雾、霾和降水等特殊天气的实时监测。 展开更多

关键词 雾 霾 激光云高仪 后向散射强度 光学特性

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用于激光云高仪的微分增强云检测方法 被引量：8

6

作者 卜令兵 庄一洲 +4 位作者 徐中兵 丘祖京 邵楠清 吕敏 张强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2226-2230,共5页

激光云高仪是对大气中云的时空分布进行自动连续监测的有力工具之一,现有的云检测算法在低信噪比或有气溶胶影响时容易产生误判或漏判。文中分析了激光云高仪回波的原始信号、一阶微分信号和二阶微分信号特征,构造了两个新的信号序列,... 激光云高仪是对大气中云的时空分布进行自动连续监测的有力工具之一,现有的云检测算法在低信噪比或有气溶胶影响时容易产生误判或漏判。文中分析了激光云高仪回波的原始信号、一阶微分信号和二阶微分信号特征,构造了两个新的信号序列,提出了一种微分增强云检测方法。该算法可以实现对云回波信号中云峰和云边界特征的增强和分离,有效修正了低信噪比和气溶胶层对云检测带来的误差。通过实验对比了微分增强法和微分零交叉法的云检测结果,结果表明:微分增强法在不影响云高判别的情况下,能有效地减少云的漏判和误判。 展开更多

关键词 微分增强法 云检测 激光云高仪

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激光云高仪和红外测温仪的云高观测性能比较分析 被引量：7

7

作者 周伶俐 徐桂荣 +2 位作者 吴栋桥 王斌 张文刚 《暴雨灾害》 2018年第5期470-478,共9页

基于2016年8月13日—2017年7月31日激光云高仪(CL51)和搭配红外测温仪的微波辐射计(MWR-IRT)的云底高度(CBH)观测资料,对比分析CL51和MWR-IRT的CBH观测结果的差异,探讨不同天气条件下CL51和MWR-IRT的云高观测性能。结果表明:CL51和MWR-... 基于2016年8月13日—2017年7月31日激光云高仪(CL51)和搭配红外测温仪的微波辐射计(MWR-IRT)的云底高度(CBH)观测资料,对比分析CL51和MWR-IRT的CBH观测结果的差异,探讨不同天气条件下CL51和MWR-IRT的云高观测性能。结果表明:CL51和MWR-IRT对中低云的识别结果较为一致,对高云识别存在一定差异;云天时,CL51和MWR-IRT观测的CBH较为一致,统计均值分别为1.91 km和2.03 km,二者相关系数为0.65;与MWR-IRT相比,CL51观测的高云较高、低云较低;不同天气条件下CL51和MWR-IRT的观测结果表现不同,雾天和重度霾时其观测结果差异较大,轻雾天时其观测差异有所降低,非雾/霾天、雾霾天、轻度霾天、中度霾天时两者观测结果较为一致。 展开更多

关键词 激光云高仪 微波辐射计 红外测温仪 云底高度 霾 雾

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激光云高仪与Ka波段云雷达测云能力对比分析 被引量：2

8

作者 李笑 舒志亮 +3 位作者 曹宁 周彦华 邓佩云 田磊 《气象水文海洋仪器》 2023年第3期5-7,11,共4页

文章基于激光云高仪和Ka波段云雷达2种仪器协同测量云技术,对2021-06-01/07-31宁夏六盘山气象站的数据进行对比分析。在几乎相同的地理位置下比较2种设备所获取的云底高度和云时间数据,进一步分析2种设备的观测性能受天气状况影响的程... 文章基于激光云高仪和Ka波段云雷达2种仪器协同测量云技术,对2021-06-01/07-31宁夏六盘山气象站的数据进行对比分析。在几乎相同的地理位置下比较2种设备所获取的云底高度和云时间数据,进一步分析2种设备的观测性能受天气状况影响的程度。结果表明:在观测条件相同的情况下,2种设备的观测结果不尽相同。原因是激光云高仪易受特殊的天气现象影响,其中受雾、霾、降水等影响较大,导致云的观测数据出现了偏差。 展开更多

关键词 激光云高仪 Ka波段云雷达 微雨雷达

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激光云高仪云量自动反演算法 被引量：6

9

作者 杨成武 刘文清 张玉钧 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第3期50-54,共5页

云是气象预测和航空航海等领域中非常重要的因素之一,所以对云进行观测具有重要的现实意义。而云量作为其中重要的气象参数之一,已成为气象观测的重要内容。目前,对于云量的观测主要还是靠目测,由于各种因素的影响导致误差较大。测量云... 云是气象预测和航空航海等领域中非常重要的因素之一,所以对云进行观测具有重要的现实意义。而云量作为其中重要的气象参数之一,已成为气象观测的重要内容。目前,对于云量的观测主要还是靠目测,由于各种因素的影响导致误差较大。测量云量是激光云高仪的一个重要应用。提出了一种激光云高仪云量自动反演算法,算法以激光云高仪单点测量数据为基础构造一个关于时间和云层高度的二维图像,按照云层所占用的时间比率进行反演计算云量。对比实验验证表明,算法能较为准确地反演出云量信息,对激光云高仪具有实用价值。 展开更多

关键词 大气光学 云量 算法 激光云高仪 反演

原文传递

激光云高仪云底高度对比及边界分析 被引量：1

10

作者 赵静 顾桃峰 +2 位作者 吴宜 吴昊 岳海燕 《气象水文海洋仪器》 2023年第4期1-4,9,共5页

文章通过微分零交叉法云检测技术,应用国防科技大学提供的2019年9—11月激光云高仪南京试验数据,对Vaisala CL51型和JHBL C12型激光云高仪云高观测结果进行统计分析;研究了二者云高边界提取算法,并结合S函数图像对云高差异性进行分析。... 文章通过微分零交叉法云检测技术,应用国防科技大学提供的2019年9—11月激光云高仪南京试验数据,对Vaisala CL51型和JHBL C12型激光云高仪云高观测结果进行统计分析;研究了二者云高边界提取算法,并结合S函数图像对云高差异性进行分析。结果表明:二者同层云高的一致性相关系数高达0.955;云高边界判定条件是影响云底高度绝对误差的主要因素之一。 展开更多

关键词 激光云高仪 云底高 S函数 云边界

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EEMD在激光测云仪后向散射信号处理中的应用 被引量：5

11

作者 张冬冬 郝明磊 行鸿彦 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1589-1595,共7页

激光测云仪后向散射信号是典型的非线性、非稳态信号,容易受噪声污染。针对该问题采用集成经验模态分解(EEMD)去噪算法进行处理,首先对含噪信号进行经验模态分解(EMD),将分解后的IMF分量进行自相关性分析,找出含噪占有量较大的IMF分量,... 激光测云仪后向散射信号是典型的非线性、非稳态信号,容易受噪声污染。针对该问题采用集成经验模态分解(EEMD)去噪算法进行处理,首先对含噪信号进行经验模态分解(EMD),将分解后的IMF分量进行自相关性分析,找出含噪占有量较大的IMF分量,对其进行SG(savitzky-golay)滤波,最后将滤波后的IMF分量和剩余分量进行信号的重构。经仿真实验结果表明,与传统的EMD方法相比,EEMD方法处理含噪信号后的输出信噪比提高了1.695 dB,均方误差平均降低了30%以上,说明该方法可以适用于非线性、非稳态的后向散射回波信号去噪处理,能为激光测云仪下一级的云底高度反演提供高信噪比的初始数据。 展开更多

关键词 激光云高仪 集成经验模式分解 后向散射信号 去噪

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激光云高仪控制器的设计 被引量：1

12

作者 张战盈 纪玉峰 徐赤东 《大气与环境光学学报》 CAS 2012年第1期76-80,共5页

云高测量有多种方法,采用激光技术实时观测云高是发展的方向,国内外也已经有了激光云高仪(计)的样机或初级产品。从实用要求上看,激光云高仪需在野外环境全天候自动连续运行,而目前的产品在环境适应、工作稳定、自动化程度、数据的可靠... 云高测量有多种方法,采用激光技术实时观测云高是发展的方向,国内外也已经有了激光云高仪(计)的样机或初级产品。从实用要求上看,激光云高仪需在野外环境全天候自动连续运行,而目前的产品在环境适应、工作稳定、自动化程度、数据的可靠性以及体积、能耗、成本等诸多问题还需要努力优化和改进。对其中的核心技术单元激光云高仪控制器进行了全新的技术开发,使上述问题得到了综合性改进。介绍了激光云高仪控制器的总体结构和初步技术参数,并简述了其数据采集与处理,数据显示与存储,自控过程和软件部分。 展开更多

关键词 云高 激光云高仪 控制器

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激光云高仪和毫米波云雷达协同测量云底高技术的融合算法研究 被引量：1

13

作者 张墅 《高技术通讯》 CAS 2021年第2期163-169,共7页

基于多设备协同测云技术,围绕对云底高的协同观测而开展,依据2015年1月1日至2015年5月31日中国气象局气象大气探测试验基地HY-CL51激光云高仪和Ka波段毫米波云雷达的观测数据进行研究,提出了基于激光云高仪和毫米波云雷达协同测量云底... 基于多设备协同测云技术,围绕对云底高的协同观测而开展,依据2015年1月1日至2015年5月31日中国气象局气象大气探测试验基地HY-CL51激光云高仪和Ka波段毫米波云雷达的观测数据进行研究,提出了基于激光云高仪和毫米波云雷达协同测量云底高技术的融合算法。通过3种输出数据对比研究发现,融合后的数据相比于单独的激光云高仪或毫米波云雷达数据,输出的最终云底高数据准确度较高,同时提高了毫米波云雷达低云区数据获取率,改善了激光云高仪受能见度影响测量精度低的问题,一定程度上解决了缺测的状况,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 毫米波云雷达 激光云高仪 云底高 协同观测

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激光云高仪单光子探测器混合抑制电路研究与设计 被引量：1

14

作者 亓少帅 张天舒 +2 位作者 付毅宾 王欢雪 吕立慧 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2016年第2期155-160,共6页

简述单光子探测器对于激光云高仪研究的重要作用。在了解单光子探测器SPAD基本工作原理的基础上,搭建SPAD的被动抑制电路,实验得出SPAD的死时间在2μs以上,只能适用于单光子计数率小于500 kHz的场合。为了减少单光子探测器的死时间,提... 简述单光子探测器对于激光云高仪研究的重要作用。在了解单光子探测器SPAD基本工作原理的基础上,搭建SPAD的被动抑制电路,实验得出SPAD的死时间在2μs以上,只能适用于单光子计数率小于500 kHz的场合。为了减少单光子探测器的死时间,提高单光子计数率,设计了雪崩被动淬灭电压主动恢复的混合抑制电路,通过精密的时序控制,探测器的死时间缩短为100 ns,单光子计数率上升至10MHz。理论上激光云高仪的空间分辨率可达15 m,单光子探测器SPAD混合抑制电路对于激光云高仪的工作性能以及顺利研制有着重要意义。 展开更多

关键词 激光云高仪 单光子探测器 雪崩光电二极管 混合抑制方式

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探空资料所测云高和激光云高仪所测云高的对比分析

15

作者 何敏发 阳小群 +3 位作者 吴福正 邱年 郑皖生 顾卫 《农业灾害研究》 2019年第2期39-40,共2页

对GTS1型探空仪资料分析云高和CL51激光云高仪所测云高进行对比,分析两者的云高差异。结果表明,2种探测系统在中云的判断上,所测云高吻合度最高,具有较好的相关性;对低云、高云的云高判断存在差距。要提高这2种探测系统对云高的测量准确... 对GTS1型探空仪资料分析云高和CL51激光云高仪所测云高进行对比,分析两者的云高差异。结果表明,2种探测系统在中云的判断上,所测云高吻合度最高,具有较好的相关性;对低云、高云的云高判断存在差距。要提高这2种探测系统对云高的测量准确度,需要在地面高湿情况下,对阈值法和温度露点法的应用进行优化;在雾霾和大雨天气下,对激光云高仪测云性能加以提高;在低温下对探空仪湿度传感器的性能加以改进。 展开更多

关键词 激光云高仪 云量自动观测仪 云量 全天空图像

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激光云高仪和人工观测对比实验结果分析

16

作者 方海涛 张世国 +1 位作者 王敏 汪玮 《湘潭大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第6期58-64,共7页

我国气象部门所属的国家地面气象观测站目前尚以人工目测云高为主.近年来,中国气象局正在推进激光云高仪的设备考核实验并发布了相关的规范性技术文件.该文使用3台不同型号的激光云高仪和人工定时目测进行云高对比观测实验,分析二者之... 我国气象部门所属的国家地面气象观测站目前尚以人工目测云高为主.近年来,中国气象局正在推进激光云高仪的设备考核实验并发布了相关的规范性技术文件.该文使用3台不同型号的激光云高仪和人工定时目测进行云高对比观测实验,分析二者之间的差异.3台云高仪的光源、光学天线口径与结构、光敏探测器、定标手段、信号采集和云高检测算法均不相同,可以保证每台设备观测结果具备独立性.云高人工定时观测的时间间隔为3 h.以此间隔筛选3台激光云高仪在对比实验期间110个时次的观测数据作为器测分析样本,同时将全部人工观测记录作为目测分析样本.实验分析结果表明,器测数据反映云高时空演变过程时具有良好的一致性,但器测与目测数据符合率较低,约50%左右.当目测云高大于2000 m且将器测无云状态视为可信结果时,器测和目测的符合率不低于70%. 展开更多

关键词 气象 激光云高仪 人工目测 对比实验 数据分析

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激光云高仪气象装备保障技术培训系统设计

17

作者 窦苗苗 吴晓娜 刘慧洁 《数字技术与应用》 2019年第7期171-172,174,共3页

对云层信息的观测是世界气象组织规定的需要测定的气象要素之一。激光云高仪已在部分国家实现业务化观测。近年来,中国气象局正在推进激光云高仪的设备考核实验并发布了相关的规范性技术文件。为加强气象观测人员装备保障技术能力,本文... 对云层信息的观测是世界气象组织规定的需要测定的气象要素之一。激光云高仪已在部分国家实现业务化观测。近年来,中国气象局正在推进激光云高仪的设备考核实验并发布了相关的规范性技术文件。为加强气象观测人员装备保障技术能力,本文提出激光云高仪培训系统设计方案,教学内容包括激光发射功率、光束发散角、接收器信号噪声等光学性能测试技术和观测数据样本选取及准确性分析方法。 展开更多

关键词 气象 激光云高仪 装备保障 技术培训 数据分析

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激光测云仪中用单片机实现回波信号高速数据采集

18

作者 王青梅 《气象水文海洋仪器》 2001年第3期41-43,共3页

本文介绍了激光测云仪中用单片机实现云体回波信号高速数据采集的方法。

关键词 激光测云仪 单片机 高速数据采集 回波信号

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中低云云底高的地基红外遥感的初步分析 被引量：6

19

作者 孙学金 秦超 +2 位作者 秦健 刘磊 胡渝宁 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期166-173,共8页

在辐射传输模拟结果分析的基础上,提出利用云底高与下行红外辐射之间的单调关系进行云底高遥感反演的算法,并结合激光测云仪云底高实测数据对算法进行了初步验证。结果表明,该算法对中低云云底高反演的平均误差为107m,具有较高的准确性。

关键词 云底高 红外遥感 下行红外辐射 地基遥感 激光测云仪

原文传递

基于CCD的双轴激光云高仪光轴平行调节方法 被引量：2

20

作者 罗明星 李胜 +1 位作者 高闽光 张玉钧 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1002-1005,共4页

双轴激光云高仪的光轴平行度是影响系统性能的重要指标,本文分析了光轴平行偏差对重叠因子的影响,提出了一种用CCD成像来调节激光云高仪光轴平行的方法。通过计算可见光目标在双轴激光云高仪发射、接收系统后端CCD中成像的中心点坐标偏... 双轴激光云高仪的光轴平行度是影响系统性能的重要指标,本文分析了光轴平行偏差对重叠因子的影响,提出了一种用CCD成像来调节激光云高仪光轴平行的方法。通过计算可见光目标在双轴激光云高仪发射、接收系统后端CCD中成像的中心点坐标偏移距离,来调节光轴的平行,实现光轴偏移误差不大于16.5μrad。 展开更多

关键词 双轴激光云高仪 重叠因子 CCD 平行

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