主要功能介绍:
MPAL-Gen2扫描式激光雷达工作波长532 nm,系统硬件主要由激光发射系统、光学接收系统、三维扫描系统、光电转换及数据采集系统和设备供电与通讯系统等组成,激光雷达光学部分和电学部分相对独立,防止相互干扰。激光雷达实物图与系统结构图如图1所示。 图1. (a)扫描式微脉冲激光雷外观(b)系统结构图扫描式微脉冲激光雷达具有结构紧凑、三维扫描、人眼安全和全天时探测等特点,能够连续高精度地探测大气气
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MPAL-Gen2扫描式激光雷达工作波长532 nm,系统硬件主要由激光发射系统、光学接收系统、三维扫描系统、光电转换及数据采集系统和设备供电与通讯系统等组成,激光雷达光学部分和电学部分相对独立,防止相互干扰。激光雷达实物图如下所示。
扫描式微脉冲激光雷达具有结构紧凑、三维扫描、人眼安全和全天时探测等特点,能够连续高精度地探测大气气溶胶、云和边界层的三维时空分布信息。该型激光雷达主要由光学收发模块、机械扫描控制模块和数据采集模块三部分组成,采用二极管抽运Nd:YAG固体激光器为光源,工作波长532 nm,可以在7 kHz重复频率下发射能量60 μJ的脉冲激光,激光通过10倍扩束镜压缩发散角***120 μrad后经反射镜(M1,M2)调节角度射入大气。与大气中各成分相互作用产生的后向散射光由200 mm口径施密特-卡塞格林式望远镜接收,经焦平面处可调小孔(PH)和后继1 nm窄带干涉滤光片(IF)减弱背景光干扰后,通过平面凸透镜(L1,L2,焦距f = 30 mm)聚焦在光子计数型光电倍增管光敏面上。光电转换后电信号送入外围设备互连(PCI)总线型光子计数卡量化、累积与记录。
扫描控制单元采用双转动轴设计,雷达出射光束可以在方位角0°***360°、俯仰角 0°***180°区间连续变化,使得该型激光雷达具备常规时间-高度显示 (Time Height Indicator, THI)连续观测模式以外,增加距离-高度(Range Height Indicator, RHI)、平面-位置 (Plane Position Indicator, PPI)扫描模式,能够根据需求实时灵活地获得周围大气气溶胶、云的三维时空分布信息。
表1. 扫描式激光雷达技术参数
激光器类型 | LD-pumped 固体激光器 |
波长 | 532 nm |
单脉冲能量 | 30 μJ 不稳定度≤4% |
脉冲宽度 | 10 ns |
重复频率 | 7 kHz |
发散角 | 50 μrad |
望远镜口径 | 70 mm |
距离分辨率 | 3.75 m\7.5 m\15 m\30 m(软件可调) |
时间分辨率 | 30s\1 min\5 min (软件可调) |
水平探测距离 | ≥ 10 km |
垂直探测距离 | ≥ 15 km |
方位角扫描范围 | 0 º - 360 º |
方位角扫描速度与误差 | 0.01 º - 12 º/s ±0.1 º |
俯仰角扫描范围 | -45º - 90º |
方位角扫描速度与误差 | 0.01 º - 5 º/s ±0.1 º |
工作环境温度 | -25℃ - 55℃ |
工作湿度 | 10% - 95% |
电源供应 | 单相,AC220V±15%, 50 Hz±5% |