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海洋大气激光探测中的数字信号处理
海洋大气激光探测中的数字信号处理
摘要
非相干测风激光雷达是目前唯一可探测晴空风场精细结构的遥感手段,对于
数值天气预报,大气动力学研究、航空安全预警和国防应用都有重要的意义和显
著的应用前景。面向气象应用要求的激光雷达回波信号处理的研究,也将为我国
星载激光雷达的发展奠定一定的基础。本论文针对大气探测激光雷达的数字信号
处理,进行了研究。
通过分析大气探测激光雷达回波信号,回波信号中的噪声主要包括背景噪
声、电噪声以及大气扰动噪声等,并对部分噪声的抑制提出了降噪方案。通过距
离校正,得到探测距离。使用M1rI法去除物理杂波噪声。设计滤波器,选取合
适的截止频率,消除由接收系统各环节电子器件引起的高频电噪声。
针对风速测量对观测时间的需求,论文利用经验模式分解EMD算法在频率
分解上的优势,对激光雷达回波信号进行处理,我们可以看到使用EMD方法能
够很好的提高激光雷达回波信号的信噪比。同时,我们对回波信号进行镜像闭合
延拓,然后分解,从而解决了EMD方法的端点问题。为了提高径向风速的反演
精度,论文采用小波分析的方法。通过分析,选取双正交小波进行分析,由激光
雷达回波信号来确定阈值,对回波信号以及风速数据进行降噪处理,得到了很好
的效果。
综合运用论文中介绍的信号处理方法,对激光雷达回波信号进行风场反演,
反演结果证明,信号处理方法很好的提高风速反演精度,并且能够保留信号中的
细微变化。
关键宇:大气探测激光雷达信号处理EMD小波分析
海洋大气激光探测中的数字信号处理
The Data of
DigicaIProcessing
Ocean Detecti on
Atmosphere
Abstract
111coherent instrumentwind
windlidaris the available for
Doppler currentlyonly
fieldmeasurementinthedear is of 2Dwindfield
atmosphere.Itcapableobtaining
with resolutionwhichisessentialtonumer/calweather
high forecast,
spatio-temporal
andaeronautic focusesonthe data
atmosphericdynamics security.This digital
paper
ofocean detection.
processingatmosphere
thelidar noiseof
analyzing
By backscatters,thesi鲫a]includesbackgroundnoise,
electronicnoiseand fluctuationandSOOn.This thedeniosed
alraospherie papergives
the
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