微脉冲激光雷达数据采集系统研制

【摘要】： 米散射激光雷达是探测大气气溶胶和云的有效工具,但是普通的米散射激光雷达体积大,重量重,造价高,因而微脉冲激光雷达的概念在20世纪90年代被提出。本论文针对微脉冲激光雷达的光电信号采集特征进行了研究,并研制出数据采集系统,为微脉冲激光雷达的国产化创造了条件。 论文详细介绍了数据采集系统的总体结构、实施方案。数据采集系统主要由软件和硬件两大部分组成。系统除了采用商业化的器件如德国的CPM探测器和AC1080控制板卡外,还自行研制了多道光子计数器、采集控制软件等。多道光子计数器采用软硬件相结合的方式,硬件采用了TI公司生产的TMS320VC5402数字信号处理(DSP)芯片作为多道光子计数器主要处理单元,利用它的定时器、中断、存储器,软件采取C语言和汇编混合编程的方式。实现了信号采集、对应累加、数据存储的功能。采集控制软件实现了人机对话、实时显示,自我诊断等功能。 数据采集系统的完成使得雷达能够自动化,无人值守的工作。使用多道光子计数器与TP914试验对比的数据表明了设计的数据采集系统是可行的、数据是可靠的。 利用微脉冲激光雷达进行大气气溶胶探测,可以计算得到能见度,消光因子等。从数据中可以看出在干净大气状况下消光因子可以达到0.1,而在偏脏的大气状况下则超过1。