用于远程晴空湍流 (CAT) 探测的机载前向紫外瑞利激光雷达：系统设计与性能
大气与海洋物理
2016-11-15 v2 光学
摘要
在欧洲 DELICAT 项目框架内，开发了一种高性能机载紫外瑞利激光雷达系统。凭借其前向指向架构，该系统旨在展示一种用于航空安全应用的晴空湍流 (CAT) 新型探测方案。由于此类湍流发生在高空（航空巡航飞行高度层）的晴朗洁净空气中，微波雷达技术和大多数相干多普勒激光雷达技术难以探测。目前的激光雷达探测技术依赖于空气密度起伏测量，因此独立于水凝物和气溶胶粒子的后向散射。由湍流气流引起的细微空气密度起伏要求系统具有极高的稳定性，尤其是探测系统。本文描述了一种用于演示该技术和湍流探测方法的机载测试系统：一套高功率紫外瑞利激光雷达系统安装在研究飞机上，采用前视配置，用于巡航飞行高度。飞行测试测量表明，这种独特的激光雷达系统能够分辨发生在 5 km 距离处的轻度至中度 CAT 或 10 km 距离处的中度 CAT 的空气密度起伏。对确定的稳定性和噪声特性的缩放分析表明，此类性能足以应用于商业航空运输。
引用
@article{arxiv.1606.09533,
title = {Airborne forward pointing UV Rayleigh lidar for remote clear air turbulence (CAT) detection: system design and performance},
author = {Patrick Vrancken and Martin Wirth and Gerhard Ehret and Hervé Barny and Philippe Rondeau and Henk Veerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.09533},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 19 figures. Pre-publish to Applied Optics (OSA)