低信噪比下相干多普勒激光雷达风场矢量反演算法

• 作者: 张寅超 芮训豹 赵萌 郭磐 陈和 陈思颖
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 遥感 相干多普勒激光雷达 速度方位显示 序列二次规划算法 信噪比
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 遥感与传感器
• 页码范围: 278-288
• 页数: 11页
• 分类号: TP79
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201845.1110005

摘要

为了能在低信噪比情况下获得高精度矢量风速,采用非线性最优化理论中的序列二次规划(SOP)求解滤波正弦波拟合(FSWF),实现了速度方位显示(VAD)算法中矢量风场的反演.基于模拟数据进行仿真实验,以反演结果的均方根误差作为评价指标,对比直接正弦波拟合(DSWF)和SQP-FSWF两种算法,结果表明在低信噪比条件下SQP-FSWF算法的反演效果优于DSWF算法.在FSWF计算中,基于风场反演结果的时空连续性,对比SQP算法和无约束最优化算法中的拟牛顿法,结果表明,SOP算法在低信噪比下效果更好.开展了激光雷达和探空气球的风场测量对比实验,获取了真实的激光雷达回波信号和同步探空气球数据,以进一步评估算法的可靠性.实验结果显示,SQP-FSWF算法得到的风速反演结果,同作为对比对象的探空气球的测量结果(水平风速、水平风向),两者间的相关系数分别为0.993和0.988,平均误差分别为0.2 m/s和3.28°,均方根误差分别为0.28 m/s和4.62°.对比分析反演结果的时空连续性发现,所提出方法在低信噪比下时空连续性更好,与模拟数据实验结果的效果表现一致.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈思颖		41	187	8.0	12.0
2	张寅超		36	157	7.0	10.0
3	郭磐		33	117	7.0	9.0
4	陈和		29	104	6.0	9.0
5	芮训豹		2	0	0.0	0.0
6	赵萌		3	3	1.0	1.0