测风激光雷达应用于机场能见度及云底高探测
测绘技术中的航空激光雷达测量原理与应用
测绘技术中的航空激光雷达测量原理与应用测绘技术是一门广泛应用于土地、野外勘察、城市规划以及工程建设等领域的技术。
在测绘技术中，航空激光雷达测量技术一直被广泛应用，其原理和应用方式非常重要。
本文将重点探讨航空激光雷达测量的原理和应用，以期能给读者一个全面的了解。
一、航空激光雷达测量的原理航空激光雷达测量技术是利用激光器产生的激光束对地面进行扫描和探测的一种技术。
激光束从飞机上发射出去后，经过地面物体的反射，之后由接收系统接收回来。
通过测量激光束的发射时间和接收时间的差，可以获得激光的往返时间，进而计算出激光束与地面物体之间的距离。
航空激光雷达测量原理的核心就是利用光的传播速度和激光发射接收的时间差来计算出地面物体的距离。
由于光在真空中传播速度非常快，每秒约为300,000公里，因此通过测量时间差，可以实现对物体距离的精确测量。
二、航空激光雷达测量的应用航空激光雷达测量技术在土地测绘、野外勘察、城市规划和工程建设等领域具有广泛的应用。
下面将分别介绍这些领域的应用。
1. 土地测绘在土地测绘中，航空激光雷达测量技术可以快速获取地形地貌数据，包括山川河流、植被覆盖和地面高程等信息。
借助于航空激光雷达的高精度测量，土地测绘师可以更准确地绘制地形图和海拔高程图，为土地规划和管理提供可靠的数据支持。
2. 野外勘察在野外勘察中，航空激光雷达测量技术可以高效地获取大面积的地理信息。
通过获取地面物体的三维坐标和形状等数据，可以帮助勘察人员更好地理解野外环境的地貌特征，并为工程建设、资源开发和环境保护提供参考。
3. 城市规划在城市规划中，航空激光雷达测量技术可以提供全面而精确的城市地形数据。
通过测量建筑物的高度、道路的弯曲程度以及绿化带的分布情况，可以为城市规划师提供重要的空间信息，从而优化城市布局、改善道路交通以及提升城市生态环境。
4. 工程建设在工程建设中，航空激光雷达测量技术可以为工程设计和施工提供基础数据。
通过获取各种地面物体的精确位置和高程信息，可以帮助工程师制定合理的施工方案、准确预测工程风险以及优化工程建设过程。
2020年2月13日西宁曹家堡国际机场大风风切变天气个例分析
2020年 2月 13日西宁曹家堡国际机场大风风切变天气个例分析摘要：2020年2月13日，西宁曹家堡机场出现大风风切变、吹沙等复杂天气，对本场的航空器运行造成了一定的影响。
本文从天气形势、实况天气过程、激光测风雷达的应用及服务保障情况等方面进行了分析，此次大风风切变天气为动量下传大风导致，关注大风风切变、颠簸天气，以及伴随的吹沙和低能见度天气，关注风向的转变，风切变的位置高度，以及高空颠簸层的位置。
本次服务过程预警服务工作靠前，服务及时细致，为管制部门提供了准确的气象信息。
关键词：大风风切变激光雷达航空气象服务保障1天气形势及主要影响系统1.1 环流背景2020年2月13日至15日，受500hPa高空槽东移及地面强冷空气影响，我国自西向东出现了一次寒潮天气过程，降温幅度大，伴随有雨雪及大风天气。
2月13日08时500hPa（图1a）显示，西宁机场受西北气流影响，有明显冷平流。
700hPa高空槽位置较500hPa偏东，西宁机场上空有冷舌影响。
图1 2020年2月13日08时（a）500hPa高度场/温度场(b) 700hPa高度场/温度场1.2 地面形势由2月13日08时地面图（图2）分析发现，青海南部地区有一中心值为1030hpa的冷高压存在，青海湖以西受其影响为一致大西风；蒙古高原有一中心值为1050hPa的冷高压，逐渐东移南压，其冷空气前沿已达河西走廊，预计将沿祁连山北麓南下在兰州堆积后于13日傍晚前后经由河湟谷地倒灌影响西宁机场。
同时13日高空风速较大，且天气晴朗，日照充足，易出现不稳定层结从而导致大西风动量下传。
图2 2020年2月13日08时地面气压场2实况天气过程2.1天气实况对西宁机场11号基准观测点的自动观测系统风数据进行统计，2月13日08时至2月14日08时10分钟平均风向风速变化图（图3a）并选取了13日14时至24时的10分钟和瞬时风速制作风速变化图（图3b），从图表及实况数据中分析，2月13日，14：43分西宁机场大风天气瞬时风速19m/s，14时45分出现高吹沙，能见度3000米,15：55能见度降至1500米,17时16分能见度转好至2600米，17：31至17：49已经由西风转变为稳定的东风110°左右，17：54能见度降至2000米，18：11大风瞬时风速极值24m/s，18：28能见度降至1500米，18：47能见度2300米，18：52东风平均风速达16m/s，其后东风风速一直维持在较大水平，19：06能见度好转至6000米，19：54高吹沙天气解除，23时风速逐渐减小。
激光雷达在气象观测中的应用
激光雷达在气象观测中的应用气象观测对于人们的日常生活、农业生产、航空航天、交通运输等众多领域都具有极其重要的意义。
随着科技的不断发展，各种先进的技术手段被引入气象观测领域，激光雷达就是其中之一。
激光雷达以其高精度、高分辨率和高时空覆盖率等特点，为气象观测带来了新的突破和发展。
激光雷达的工作原理基于激光的发射和接收。
它向大气中发射一束激光脉冲，当激光遇到大气中的粒子（如气溶胶、云滴、水汽等）时，会发生散射。
部分散射光被激光雷达接收系统捕获，并通过测量激光的飞行时间、强度和偏振等参数，来获取大气中粒子的分布、浓度、速度等信息。
在气象观测中，激光雷达的应用非常广泛。
其中一个重要的应用是对云的观测。
云在天气变化中起着关键作用，它们的形成、发展和消散直接影响着降水、温度等气象要素。
激光雷达可以精确地测量云的高度、厚度、云底和云顶的位置，以及云内粒子的大小和分布。
这对于天气预报模型的改进、人工影响天气作业的实施以及航空飞行的安全保障都具有重要意义。
激光雷达在气溶胶观测方面也发挥着重要作用。
气溶胶是指悬浮在大气中的固体和液体微粒，如灰尘、烟雾、花粉等。
它们不仅会影响大气的能见度，还会对气候变化产生影响。
通过激光雷达，我们可以监测气溶胶的浓度、分布和传输，了解其来源和去向，为大气污染防治和气候变化研究提供重要的数据支持。
此外，激光雷达还可以用于测量大气中的风速和风向。
传统的风速测量方法往往存在一定的局限性，而激光雷达可以通过测量大气中粒子的运动来获取风速和风向信息，具有更高的精度和时空分辨率。
这对于气象灾害的预警、风电场的选址和优化等都具有重要的应用价值。
在降水观测方面，激光雷达也能提供有价值的信息。
它可以区分不同类型的降水（如雨、雪、冰雹等），并测量降水粒子的大小和速度，从而帮助我们更好地了解降水的形成机制和演变过程。
激光雷达在气象观测中的优势是显而易见的。
首先，它具有很高的时空分辨率，可以在短时间内获取大量的观测数据，为气象研究和业务提供丰富的信息。
大连机场云雾综合探测系统在一次持续性雾霾天气过程中的应用性分析
大连机场云雾综合探测系统在一次持续性雾霾天气过程中的应用性分析任满亮【摘要】2016年12月17日至21日,大连机场出现一次长时间的雾霾天气过程.本文利用大连机场的毫米波测云雷达、边界层风廓线雷达和微波辐射计的探测资料,结合大连机场的自动观测资料,综合分析大连机场云雾综合探测系统在本次雾霾过程中的应用性.通过分析表明:微波辐射计可以很好地监视大连机场上空的温度、相对湿度和水汽密度的实时变化;毫米波雷达可以很好地监视大连机场及周边地区的雾霾覆盖区域,以及某一特定方向的雾霾发展高度和浓度;风廓线雷达可以很好地监视大连机场上空的风向和风速.综合云雾探测系统的资料,对雾霾的范围、浓度、厚度等判断,有很好的指示意义.【期刊名称】《中国民航飞行学院学报》【年(卷),期】2018(029)005【总页数】3页(P28-30)【关键词】云雾探测系统;雾霾;大连机场;温度;湿度【作者】任满亮【作者单位】中国民用航空大连空中交通管理站辽宁大连 116033【正文语种】中文低能见度是影响大连机场运行最为严重的天气。
为了更好地预报出低能见度的生消时间、强度以及浓度，大连机场引进了云雾综合探测系统。
结合大连机场2016年12月17日至21日的一次长时间雾霾天气，讨论机场综合探测系统在本次低能见度中的试用性。
大连机场云雾综合探测系统是利用毫米波测云雷达、边界层风廓线雷达、微波辐射计对大连机场周边及上空的云雾、温度、湿度、风等对云雾的生消有直接影响的气象要素进行实时探测。
毫米波测云雷达采用多种扫描方式（PPI：平面位置扫描；RHI：距离高度扫描；THI：垂直指向扫描）组合工作，主要用于获取机场周边15 km范围内以及雷达上空的云雾分布实况。
边界层风廓线雷达用于获取地面至雷达上空3 000 m不同高度层的水平风速、水平风向和垂直风数据，高度分辨率60 m。
微波辐射计用于获取机场上空10 km不同高度层的温度、相对湿度和水汽含量数据，高度分辨率50 m。
激光雷达在机场低空风切变探测中的应用
激光雷达在机场低空风切变探测中的应用王青梅;郭利乐【摘要】The low altitude wind shear and the limitation of traditional detection techniques are reviewed. Taking the latest developments of wind shear alerting services at Hong Kong international airport as an example, the principle of wind field detection, automatic detection and alerting of wind shear are overviewed. It seems that the high performance, eye-safe wind lidar and the exploration of its data are the key points for wind shear detection in the future.%简述了低空风切变及传统探测手段的局限,结合我国香港国际机场的最新研究进展,对多普勒激光雷达的测风原理、低空风切变探测中的自动识别算法及预警系统进行了综述,最后介绍了风切变探测目前存在的问题及最新发展:高性能、人眼安全激光等激光雷达新技术以及数据产品的开发利用是未来研究的重点.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2012(042)012【总页数】5页(P1324-1328)【关键词】激光雷达;低空风切变;危险因子;风切变识别算法;香港国际机场【作者】王青梅;郭利乐【作者单位】北京航空气象研究所,北京100085;南京信息工程大学,江苏南京210044;北京航空气象研究所,北京100085;南京信息工程大学,江苏南京210044;94895部队82分队,福建龙岩366305【正文语种】中文【中图分类】TN958.981 引言低空风切变是国际航空和气象界公认的飞机起飞和着陆阶段的“无形杀手”。
气象激光雷达的发展现状
测 量 ， 探 测 云 底 高 度 。 长 期 以来 ， 为输 出功 率 如 因
低 ， 导体 激光 雷达 的测 程不 能太 远 ， 半 只局 限 于测量
型提 供依 据 。激 光雷 达按 激光 器工 作物质 的不 同可
分 为气 体 、 半导 体 和 固体 激 光 雷 达 。气 体 激光 雷达 以Ｃ ２ ｏ 激光 雷 达 … 为 代 表 ， 工 作 在 红 外 波 段 ， 它 大
王 青梅 张 以谟
（ 津大学精密仪器与光电子工程学院 ， 天 天津 ３ ０ ７ ） ０ ０ ２
摘要
激光雷达能用来测量云 、 、 见度 、 中风场 、 气密度 和大气 温度 ， 可 以用来监 测空气 中的有 害气体 。 雾 能 空 大 也
该 文 介 绍 了用 于 气 象 探 测 的半 导 体 激 光 雷 达 、 脉 冲 激 光 雷 达 、 般 弹 性 散 射 激 光 雷 达 、 普 勒 激 光 雷 达 、 分 吸 微 一 多 差 收 激 光 雷 达 和 Ｒ ｍａ ａ ｎ激 光 雷 达 的 发 展 现 状 和 趋 势 ， 为 人 眼安 全 、 认 高重 复 频 率 和 宽 探 测 范 围 是 气 象 激 光 雷 达 的发 展 方 向 。固 体 激 光 雷 达 的 气 象 应 用 最 广 泛 ， 脉 冲激 光 雷 达 能 同 时 测 量 云 底 高 度 、 见 度 和 获 得 大 气 气 溶 胶 消 光 微 能 廓 线 ， 比较 好 的 应用 前 景 ， 导 体 激 光 雷 达 是 测 量 云 底 高 度 的理 想 工 具 。 有 半
１０ 以下 的云 高 。然 而 ， ２ ５ ０ｍ 自 ０世 纪 ８ ０年 代 后
激光雷达在航空航天领域的应用方案
激光雷达在航空航天领域的应用方案航空航天领域一直是科技创新的重要领域，而激光雷达的应用正日益成为航空航天领域的一个重要组成部分。
激光雷达由于其高精度、高清晰度等特点，被广泛应用于航空航天领域的飞行控制、遥感探测、地形测绘等方面。
首先，激光雷达在航空航天领域的飞行控制方面发挥着重要作用。
在飞行过程中，激光雷达可以通过对周围环境的精确感知，提供实时的障碍物检测和距离测量，帮助飞行员准确判断飞行路径与安全距离。
通过激光雷达的应用，既可以降低飞行风险，又可以提高飞行效率，保障飞行安全。
其次，激光雷达在遥感探测方面也具有广泛的应用前景。
激光雷达通过发射激光脉冲并测量其返回时间，可以精确测量地球表面的高度信息，从而实现对地形特征、地貌形态等的探测。
这对于航空航天领域中的航天器着陆、飞行轨迹规划等都有着重要的意义。
此外，激光雷达还能够探测云层厚度、空气质量等有关大气层的信息，有助于天气预测与气候研究等工作。
激光雷达在航空航天领域的地形测绘方面也扮演着重要角色。
传统的地形测绘主要依靠人工测量，而激光雷达技术的应用可以大大提高测绘效率与精度。
激光雷达通过扫描地面并记录地形点云数据，可以精确绘制出地物的高程、形状等信息，进而为地球测绘与地理信息系统提供准确数据。
这些数据对于空中航行、地图制作等工作都具有重要的指导意义。
除了以上应用，激光雷达还可以在航空航天领域的环境监测、航道引导、无人机导航等方面发挥重要作用。
环境监测方面，激光雷达可以实时感知大气、海洋等环境因素，为航天器的轨道选择、进出口安全等提供支持。
航道引导方面，激光雷达可以通过精确测量航线上的地形、障碍物等信息，为飞行员提供可靠的导航引导。
无人机导航方面，激光雷达可以实时感知周围环境，并为无人机提供高精度的定位信息，从而实现安全稳定的飞行。
总的来说，激光雷达在航空航天领域有着广泛的应用前景。
其高精度、高清晰度等特点，使得其成为航空航天领域中飞行控制、遥感探测、地形测绘等方面的重要技术手段。
激光雷达技术在航空安全监测与预警中的应用
激光雷达技术在航空安全监测与预警中的应用航空安全一直是全球民航业关注的焦点，因为飞行事故往往带来巨大的人员伤亡和经济损失。
为了提高飞行安全水平，不断出现新的监测与预警技术。
激光雷达技术在航空安全监测与预警中扮演着重要的角色，本文将对其应用进行探讨。
激光雷达技术在航空安全监测与预警中的应用范围广泛，其中之一便是在航空器导航中的应用。
通过安装激光雷达装置，可以实现对航空器位置、速度等参数的高精度测量。
这种高精度的测量能够为飞行员提供准确的导航信息，帮助他们在飞行过程中避免与其他航空器发生碰撞。
此外，激光雷达技术在航空安全监测与预警中还有着广泛的应用，比如在机场飞机地面运行阶段的监测。
在这个阶段，机场地面是繁忙的，飞机相互之间的距离也相对较近。
通过激光雷达的实时监测和预警，可以及时发现飞机之间的相互干扰和潜在的危险，从而避免事故的发生。
激光雷达技术在航空安全监测与预警中的另一个重要应用是在飞行路径的规划和预测。
通过收集和分析激光雷达传感器获取的数据，可以识别出可能存在的飞行障碍物，比如建筑物、电线等。
这样的预警系统可以提前预测并规划飞行路径，减少不必要的飞行风险。
此外，激光雷达技术还可以用于飞机起降的监测和预警。
在起飞和降落过程中，飞机需要通过激光雷达监测仪来检测飞机与跑道之间的准确高度和位置，以确保飞机的安全离地和准确着陆。
激光雷达技术不仅能够提供高精度的高度测量数据，还可以检测飞机与跑道之间的斜率和水平位置，确保飞机在正确的位置操作。
尽管激光雷达技术在航空安全监测与预警中有着广泛的应用，但也面临着一定的挑战和难题。
首先，激光雷达技术在恶劣天气条件下的工作效果可能受到影响，比如在浓雾、大风等气象条件下的监测。
其次，激光雷达技术的成本较高，因此在一些资金有限的地区可能很难推广应用。
然而，随着技术的不断发展，这些问题将逐渐得到解决。
总之，我们可以看到，激光雷达技术在航空安全监测与预警中的应用有着重要而广泛的价值。
民航飞行签派员考试：航空气象试题及答案(题库版)
民航飞行签派员考试：航空气象试题及答案（题库版）1、单选当日第一次发布机场预报和航路预报的修订报时，应当在其报头时间组后加注（）。
A、CCAB、AAAC、RRA正确答案：B2、问答题平流雾的消散主要取决于从哪（江南博哥）两方面？正确答案：平流雾的消散主要取决于两方面：一方面取决于流场的改变，使暖湿平流终止；另一方面取决于地面增温，或者风速加大，稳定层被抬升与破坏，使雾消散或抬升成低云。
3、单选造成梅雨降水的主要天气系统是（）。
A.温带气旋B.热带气旋C.700或850百帕上的切变线及其上的低涡正确答案：C4、单选在用激光雷达，微波雷达进行大气探测时，（）也是误差产生的重要原因。
A、大气散射B、大气折射C、天文折射D、地面散射正确答案：B5、单选在遇到急流造成的颠簸时应（）.A.增加空速迅速离开这个区域B.改变航向在急流的极地一侧飞行C.改变高度或航向，以避免延长在颠簸区飞行的时间正确答案：C6、问答题雾按形成原因可分为哪几种雾？正确答案：雾按形成原因可分为辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾、蒸发雾和城市雾。
7、填空题在T—lnP图解中，当状态曲线位于层结曲线的左方时，具有（）的不稳定能量。
正确答案：负8、单选在对流层中积冰与高度和云中含水量有关，因而飞行时发生中度以上积冰通常在（）。
A.100米以下的层云中B.50米～1000米高度上的荚状云中C.6000米以上高度上的Cs云区中D.3000米～5000米高度上的锋区附近的Ns云中正确答案：D9、名词解释气象自动观测系统正确答案：气象自动观测系统是由传感器、数据采集处理器和用户终端等部分组成。
传感器和用户终端通过电缆或光纤等通信线路与数据采集处理器相联系。
测量的要素有跑道视程、常规气象要素、云和天气现象等。
10、问答题在100海里以内，怎样算出雷雨主体的高度预测？正确答案：天线倾斜角度×雷雨主体距离（单位海里）×100再把结果加上飞机高度则可。
激光雷达工作原理与气象探测
激光雷达工作原理与气象探测王 保 成(江苏徐州空军后勤学院 徐州 221000)张 卫 华(民航徐州导航站 江苏 221000) 激光是20世纪60年代出现的最重大科学技术成就之一。
它的出现深化了人们对光的认识,扩大了光为人类服务的天地。
激光技术从它的问世到现在,虽然时间不长,但是由于它有着几个极有价值的特点:高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性,因而无论在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。
激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术和计算机技术等尖端技术相结合的产物。
一、激光雷达的工作原理激光雷达主要由发射、接收、测量控制和电源4部分组成。
其工作原理是,激光雷达先向目标方向发射激光探测信号,光标碰到信号后被反射回来形成回波。
由于回波经历的时间等参数恰好反映了接近目标的情况和运动状态的变化,所以通过测量回波信号的到达时间、频率变化和波束所指方向等,就可以确定目标的距离、方位和速度等。
二、激光雷达在气象探测方面的应用由于激光雷达具有识别能力强、测量精度高、抗干扰性能好、盲区小、反应快等优点,因而被广泛用于探测湿、温、风、压等基本参数,并实现了对那些威胁飞行安全的能见度、低云等疑难参数的遥测,所以在气象探测领域有着广泛的应用。
1.在测云方面的应用测云是激光最早的应用之一。
用激光可以探测云底高、云厚和云的层次,这对天气分析和航空飞行均有实际意义。
激光测云的优点是测量精度不随高度而变,精度一般可控制在10米以内。
法集中,情绪上恐惧不安,还会引起头痛、恶心、晕眩;严重时使人神经错乱,癫狂不止,休克昏厥,丧失思维能力。
当次声波频率和人体内脏器官的固有频率(4Hz —18Hz )相当时,将会使人的五脏六腑产生强烈共振,轻者肌肉痉挛、全身颤抖、呼吸困难;重者血管破裂、内脏损伤,基层迅速死亡。
1968年的一天傍晚,一些正在田间操作和使用晚餐的法国农民突然失去知觉;几十秒以后就死亡了。
究其原因是16千米外马赛附近的法国国防部次声试验所正在进行次声武器试验,由于不慎将次声波泄漏了出去。
能见度激光雷达研制及其在民航机场的观测研究
能见度激光雷达研制及其在民航机场的观测研究
康晓华;卜晓鸿;徐文静;宋庆春;刘祚华;杨少辰
【期刊名称】《量子电子学报》
【年(卷),期】2017(34)6
【摘要】设计并研制了面向民航机场的能见度激光雷达,开展了连续6个月的观测试验,并与目前机场使用的大气透过率仪、大气前向散射仪及人工观测结果进行了对比。
结果表明:研制的DSL-V后向散射型能见度激光雷达达到了国际民航组织(ICAO)的技术要求,能见度为0~600 m时探测误差小于11.3%(能见度绝对误差小于等于26 m);能见度为600~1500 m时探测误差小于8.2%;能见度为
1500~10000 m时探测误差小于14%。
【总页数】8页(P727-734)
【关键词】激光技术;激光雷达;能见度;后向散射;误差
【作者】康晓华;卜晓鸿;徐文静;宋庆春;刘祚华;杨少辰
【作者单位】西部机场集团榆林机场公司;深圳大舜激光技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.98
【相关文献】
1.浅析民航机场能见度的观测 [J], 樊新华
2.激光雷达观测斜程能见度反演方法 [J], 田飞;罗佳;胡大平;叶一东
3.半导体激光雷达斜程能见度观测和反演方法 [J], 唐磊;舒志峰;董吉辉;岳斌;沈法
华;董晶晶;孙东松
4.皖研制成功激光雷达能见度仪提高雾中行车安全 [J],
5.国内首台激光雷达能见度仪在肥研制成功 [J],
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民航机场风切变探测与预警的三维激光测风雷达分析
民航机场风切变探测与预警的三维激光测风雷达分析作者：蔡嘉晨来源：《科学与信息化》2020年第05期摘要激光雷达在民航机场风切变探测与预警领域中应用十分广泛，在多年的研究与发展中，激光雷达测风技术也有所发展，三维激光测风雷达的出现，在很大程度上解决了传统测风雷达的弊端，取得了良好的效益。
自2016年以来，已有多部激光测风雷达在兰州中川机场完成试验验证，取得了丰硕的应用成果。
基于此，本文首先对三维激光测风雷达系统进行介绍，进而提出三维激光测风雷达在民航机场风切变探测与预警领域的应用。
关键词激光测风雷达;民航机场;风切变;侧风引言（低空）风切变是指600m高度以内，风矢量沿着垂直或某个水平的方向变化，具有时间短、强度大、难预测等特点，这也提高了探测与预警难度。
风切变会影响飞机控制难度，所以采取有效的探测技术可以提前发现隐藏危险，保证飞机安全。
激光技术不断发展，与雷达技术结合形成了激光雷达，特别是激光测风雷达的出现，给风切变探测与预警提供了基础支撑。
激光测风雷达在实际应用中，具有数据获取率高、时空分辨率高等优势，弥补了传统风场探测技术的漏洞。
因此，加强激光测风雷达的研究有着重要意义。
1 激光测风雷达系统以及国内外发展现状分析1.1 系统分析通过分析可知，激光测风雷达系统主要应用了光纤相干光路、脉冲激光相干探测结构体，光源为窄线宽脉冲激光，可以有效通过激光探测到气溶胶散射回波信号多普勒频移信息，从而测量径向风矢量测量。
系统中的光机扫描伺服结构可以对指定空域展开全覆盖测量，我國民航机场多数都是采用多片光学反射镜结构，具有光路复杂、光机配合难、光学效率较低等问题，而激光测风雷达采用了二轴光电扫描球技术，包括电子舱、光学舱、二轴扫描伺服机构。
1.2 国内外发展现状在20世纪90年代，美国专家就开展了激光测风雷达进行风切变探测研究工作，并在2002年推出了激光测风雷达WindTrace。
近些年随着光纤技术不断发展，借助光纤激光器为核心的雷达成为研究主流，最具代表性的就是法国Leosphere公司推出的WindCubeS400-AT系统，可以实现3海里区域风场危险警告，在法国多个地区实现了应用。
激光雷达技术在气象研究中的应用
激光雷达技术在气象研究中的应用气象学作为一门自然科学，旨在描述和预测大气的现象以及与之相关的天气现象。
作为一个复杂的系统，大气包含着许多不同的因素，如温度、湿度、气压和风速等等。
因此，在现代气象学研究中，各种不同的技术和仪器被用来探测和测量这些因素，并提供更加精确的预测和分析。
激光雷达技术就是其中一种成熟且高效的技术之一。
激光雷达（LIDAR）是一种利用激光束来探测和测量目标的技术。
在气象学研究中，激光雷达可以用于从空气中探测和测量不同的气象参数。
这些参数包括云量、云高、降水雨强、风速、大气温度、湿度、温度逆转层和边界层等等。
激光雷达技术的主要优势在于其可以在各种不同的天气条件下使用，如晴天、雨天和雪天。
此外，由于其高精度和高分辨率，激光雷达技术还可以为气象学研究提供准确的数据集，有助于更好地了解大气系统的各种特性。
在气象研究中，激光雷达技术主要分为两类：回波激光雷达和飞行时间激光雷达。
回波激光雷达使用脉冲激光束发射器来发送激光束，并使用接收器来接收不同的回波束，以获取目标物体的距离和速度。
飞行时间激光雷达则是使用连续激光束发射器，通过测量发射到目标并返回的激光束所需的时间来获取目标的距离和速度。
目前，在气象学研究中，激光雷达技术的应用越来越广泛。
下面将分别介绍一下激光雷达技术在云和降水研究、风场探测以及大气成分探测中的应用。
云和降水研究云和降水的形成是大气中非常复杂的过程。
云的高度、形状和性质都与气象参数有关。
激光雷达技术可以通过探测云的反射和散射来获取云底、云顶和云厚度，从而确定云的类型和性质。
激光雷达技术还可以用来探测降水，包括降雨、雪和冰雹等等。
通过测量降水的速度和密度，激光雷达技术可以为气象预报和水文预报提供有用的信息。
风场探测风场探测是气象学中的另一个重要领域。
风对天气预报、气候研究和大气环境的影响非常重要。
激光雷达技术可以通过探测大气中的气动力探测，包括散射、反射和吸收等等，来实现风场探测。
激光雷达在航空导航中的应用
激光雷达在航空导航中的应用随着科技的不断发展，航空导航系统也逐渐向着更加精确和高效的方向发展。
近年来，激光雷达技术得到了广泛的应用，成为现代航空导航系统的重要组成部分。
本文将探讨激光雷达在航空导航中的应用。
首先，激光雷达在航空导航中的最主要应用是飞行障碍物检测。
传统的导航系统主要依靠雷达和GPS来进行飞行导航，但是它们对障碍物的检测能力有限。
而激光雷达可以通过发射激光束，利用其高精度的测距和成像功能，对飞行器前方的障碍物进行快速而准确的探测。
这对于飞行员来说，可以提供重要的预警信息，帮助他们避开障碍物，确保飞行安全。
其次，激光雷达还可以用于飞行器的自主导航和定位。
因为激光雷达具有高分辨率和高精度的特点，可以实时检测和测量周围环境的细微变化。
利用激光雷达获取的数据，飞行器可以识别出地形和地物的特征，确定自身的位置和速度，从而实现准确的自主导航和定位。
这对于飞行器在复杂环境下的飞行和着陆非常重要，可以提高飞行效率和安全性。
此外，激光雷达还可以应用于航空气象监测。
航空器在飞行过程中，需要实时了解和监测目标附近的天气情况，以便做出正确的飞行决策。
激光雷达可以通过测量大气中悬浮物质的浓度和分布情况，提供准确的气象数据。
这对于航空器的飞行安全和飞行路径的选择都有着重要的意义。
最后，激光雷达还可以用于航空器的自主避障。
在复杂的空中环境中，避免与其他飞行器发生碰撞是非常重要的。
利用激光雷达可以实时感知周围飞行器的位置和轨迹，根据这些信息，飞行器可以做出相应的避障动作，确保与其他飞行器的安全距离。
这对于提高航空器的飞行效率和空中交通系统的整体安全性具有重要意义。
总之，激光雷达在航空导航中的应用正变得越来越广泛。
其可以用于飞行障碍物检测、自主导航和定位、航空气象监测以及航空器的自主避障等方面。
随着技术的进一步发展，相信激光雷达在航空导航领域的应用还将有更多的突破和创新。
激光雷达在航空气象研究中的应用
激光雷达在航空气象研究中的应用随着航空业的发展和气象学的进步，激光雷达成为航空气象研究的重要工具。
激光雷达利用激光束测量大气中的各种粒子和气溶胶，可以提供关键的气象信息，帮助航空业进行天气预报、飞行安全和气候研究。
本文将介绍激光雷达在航空气象研究中的几个主要应用。
一、大气颗粒物监测航空器在飞行中会遭遇各种颗粒物，如尘埃、烟雾、云雾等。
这些颗粒物对于航空器的可见性、飞行安全以及人员健康都有重要影响。
激光雷达可以通过测量散射回波的方式，实时检测和监测大气中的颗粒物浓度和分布情况。
借助激光雷达技术，航空业可以及时掌握大气颗粒物的动态变化，对航班起降和航线安排做出合理决策。
二、大气温度和湿度分析对于航空飞行来说，大气的温度和湿度是非常关键的因素。
它们直接影响着飞机的性能、燃油消耗和飞行路径。
而传统的观测方法，如气象气球和探空火箭，成本高昂且无法提供连续的数据。
激光雷达则可以通过测量大气中水蒸气的反射强度来推算温度和湿度。
这种非接触式的测量方法既节约了成本，又提供了高精度的数据，为航空气象研究提供了重要参考。
三、风场分析与预测对于航空器的起降和飞行过程，风场是一个重要的气象参数。
传统的风场观测通常依赖于地面或空中观测站点，空间和时间分辨率不高。
而激光雷达可以通过测量大气中的微小颗粒物的速度来推算风场的情况。
这种非接触式的测量方式使得风场的观测范围更广，覆盖了航空飞行高度的大气层，并且观测精度更高。
在航空安全和飞行效率方面，风场的准确预测极为重要。
四、云和降水分析云和降水一直是航空飞行的重要气象参数。
传统的观测方法通常不够精确，并且空间覆盖范围有限。
而激光雷达可以精确测量云和降水中的水含量、颗粒物大小以及云底高度等参数。
这些信息对于预测降水带和云量密度，提供了重要的科学依据。
通过激光雷达的引导，航空器可以避开降水区域，保证飞行的安全性和舒适度。
综上所述，激光雷达在航空气象研究中扮演着不可或缺的角色。
它的使用不仅提供了精确可靠的气象数据，还为航空业提供了精确的天气预报和飞行安全保障。
激光测风雷达在航空保障中的典型应用分析
第４４卷 第５期２０２０年９月激 光 技 术ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４４，Ｎｏ．５Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０２０ 文章编号：１００１ ３８０６（２０２０）０５ ０６００ ０５激光测风雷达在航空保障中的典型应用分析华志强１，黎 倩２，黄 轩１，马晓玲１，田维东１，赵启娜１（１．中国民航青海空管分局气象台，西宁８１００００；２．成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室，成都６１０２２５）摘要：为了研究激光测风雷达在航空气象保障中的监测和预警能力，利用激光雷达的多种模式测量数据，对西宁高原机场２０１９ ０４ １０一次典型风切变天气演变监测过程进行了详细分析，并与机场现有的测风设备数据、机组报告数据进行了对比。
结果表明，激光测风雷达在此次风切变探测过程中，能清楚地探测到风切变的结构、位置、高度和移动方向；激光测风雷达与自观数据相比，实现提前１０ｍｉｎ左右的预警；激光雷达对风切变过程的监测结果与机组报告的结果有较好的一致性。
该研究对于民航机场利用激光测风雷达预报风切变天气和保障飞行安全具有一定的参考与指导意义。
关键词：激光技术；激光测风雷达；预警能力；风切变中图分类号：ＴＮ９５８．９８ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０ ７５１０／ｊｇｊｓ ｉｓｓｎ １００１ ３８０６ ２０２０ ０５ ０１２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｙｐｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｗｉｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒａｄａｒｉｎａｖｉａｔｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔＨＵＡＺｈｉｑｉａｎｇ１，ＬＩＱｉａｎ２，ＨＵＡＮＧＸｕａｎ１，ＭＡＸｉａｏｌｉｎｇ１，ＴＩＡＮＷｅｉｄｏｎｇ１，ＺＨＡＯＱｉｎａ１（１．ＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＯｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，ＱｉｎｇｈａｉＡｉｒＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｕｂ ｂｕｒｅａｕ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ，Ｘｉｎｉｎｇ８１００００，Ｃｈｉｎａ；２．ＰｌａｔｅａｕＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒｉｎａｖｉａｔｉｏｎｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔ．Ａｔｙｐｉｃａｌｗｉｎｄ ｓｈｅａｒｗｅａｔｈｅｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｔＸｉｎｉｎｇＰｌａｔｅａｕＡｉｒｐｏｒｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｏｎ２０１９ ０４ １０，ｂｙｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｓｍｅａｓｕｒｅｄａｔａｏｆｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒ，ａｎｄｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｄａｔａｏｆｗｉｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｄａｔａｒｅｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅｃｒｅｗａｔｔｈｅａｉｒｐｏｒｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄｓｈｅａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒｃａｎｃｌｅａｒｌｙｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄｍｏｖｅｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｓｈｅａｒ．Ｔｈｅｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｏｆｗｉｎｄｓｈｅａｒａｂｏｕｔ１０ｍｉｎａｈｅａｄｏｆｔｈｅｓｅｌｆ ｖｉｅｗｄａｔａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＬｉｄａｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｈｅｗｉｎｄｓｈｅａｒｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅｕｎｉｔ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｈａｖｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｃｉｖｉｌａｖｉａｔｉｏｎａｉｒｐｏｒｔｓｕｓｉｎｇｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｗｉｎｄｓｈｅａｒｗｅａｔｈｅｒａｎｄｅｎｓｕｒｅｆｌｉｇｈｔｓａｆｅｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｌａｓｅｒｗｉｎｄｒａｄａｒ；ｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ；ｗｉｎｄｓｈｅａｒ 基金项目：中国民航青海空管分局内部项目作者简介：华志强（１９８９ ），男，工程师，主要从事航空气象预报工作。
一种机舱式测风激光雷达
一种机舱式测风激光雷达近年来，激光雷达在气象领域得到广泛应用，尤其是测风速、风向和风场等参数方面。
为了进一步提高测风精度，我们研发了一种全新的机舱式测风激光雷达。
传统的激光雷达多为地面站点安装，其受到地面蔽障的影响，可靠性和测量精度有一定的限制。
而机舱式测风激光雷达正是为了克服这些局限而设计的。
该激光雷达安装在飞机等飞行器的机舱内，利用飞行器高空飞行的特点，能够得到大范围内的高精度测风数据。
机舱式测风激光雷达的核心部件是激光器和接收器。
激光器产生高纯度的激光束，经过特殊设计的光纤传输系统输送到目标区域。
接收器通过接收反射回来的激光信号，并对其进行分析和处理。
在测风的过程中，激光束会与空气中的颗粒（如灰尘、烟雾等）进行散射，接收器可以通过测量散射光的变化来推断出风速和风向等信息。
机舱式测风激光雷达的最大特点是其安装方式。
由于安装在飞机内部，雷达不再受限于地面建筑物或地形地貌的遮挡，能够得到到更为准确的测风数据。
此外，飞行器具有一定的速度和高度，相比于地面站点，机舱式测风激光雷达能够获得更高的空间区分率和时间区分率，从而提高了测量的准确性和时效性。
为了适应机舱内的复杂环境和工作条件，我们对机舱式测风激光雷达进行了一系列的技术改进。
起首，我们引入了自适应光路控制技术，通过实时调整光路长度和光束发散角度，可以最大限度地提高信号的强度和质量。
其次，我们针对机舱内可能存在的温度变化、机械震动等因素，对激光器和接收器进行了优化设计，增强其稳定性和抗干扰能力。
最后，我们还接受了先进的信号处理算法，对接收到的激光信号进行滤波、去噪和分析，提取出准确的测风参数。
经过屡次试验和实际应用，机舱式测风激光雷达已经取得了令人瞩目标效果。
不仅在飞行器导航和气象预报等领域有着广泛的应用，还为气象科学探究提供了珍贵的数据支持。
而且，随着飞行器的空中时间延长和技术的不息进步，机舱式测风激光雷达将有更大的潜力和应用空间。
总之，机舱式测风激光雷达作为一种新型的测风技术，将对气象探究和气象预报等方面产生重要的影响。
机场能见度气象站
机场能见度⽓象站
机场能见度⽓象站能监测机场跑道⽓象数据，为航空安全提供保障。
适⽤于各类机场。
机场能见度⾃动⽓象站常规监测的环境要素包括：场⾯⽓压，⽓温，相对湿度，风速，风向，能见度，降⽔量等
标准配置：采集器+风场传感器+场⾯⽓压传感器+云⾼传感器+跑道视程传感器+温度传感器+湿度传感器+⾬量传感器+供电系统+通讯系统+梯度安装塔+温湿度通风罩+线缆及安装附件
功能特点：
1.⽀持对风、场⾯⽓压、云⾼、跑道视程及其他常规⽓象要素的实时监测
2.⽀持多种通讯⽅式：有线、⽆线、卫星等
3.⽀持数据储存
4.⽀持在恶劣环境运⾏
5.⽀持防雷抗⼲扰
6.⽀持灵活的供电⽅式。