The present invention discloses a kind of coherent wind lidar data processing device and method, this method is the use of graphics processor inside the arithmetic logic unit and the memory bandwidth, is responsible for the implementation of parallel computing intensive task and the height of threading, the laser radar backscatter data according to distance from the door into the data segment, assigned to GPU computing; in the process of implementation, the central processor first set the parameters of data acquisition, waiting to complete the backscatter signal data acquisition; then the central processor to backscatter data according to distance from the gate section, create computing threads in the graphics processor, and the backward scattering signal to calculate the distribution data processing thread then, each thread; graphics processor and concurrent execution of inversion procedures, complete inversion and wind speed Output. The data processing device and method are real-time, efficient, simple and easy to implement, and have the advantages of low cost and short development cycle.
【技术实现步骤摘要】
相干测风激光雷达中一种数据处理装置及方法
本专利技术涉及相干测风激光雷达
,尤其是涉及相干测风激光雷达中一种基于图形处理器的数据处理装置及方法。
技术介绍
相干测风激光雷达由于具有高精度、高时空分辨率的特点,在边界层大气风廓线测量、风切变预警、飞机尾流探测和风能资源利用方面起着重要的应用。在航空航天、遥感遥测、气象观测等军事及民用领域中具有广阔的应用前景,如可用于机场灾害性天气预报,对机场附近空域的风切变进行预警,从而避免飞机起飞和降落过程中因天气原因造成的事故,可以为机场安排合理的飞机起降密度服务;也可用于高炮阵地的风向和风速的实时测量,为武器系统发射提供修正数据,提高命中率。在风能资源的利用方面,相干测风激光雷达测量的精确的风场数据对风力发电机的偏航误差进行矫正,使风机能更好地对准风向,提高风能资源的发电效率。在相干测风激光雷达中,从气溶胶粒子的后向散射信号中实时反演出风速是一个关键的问题。常用的风速反演方法是最大似然离散谱峰值算法,即风速引起的多普勒频率的最大似然解就是后向散射信号频谱系数的最大值对应的频率。这需要把后向散射信号数据按照距离门分段并在每个距离门内计算频谱。频谱的计算方法一般是使用周期图法,利用离散傅里叶变换的快速算法FFT计算。在计算后向散射信号电压数据的周期图时,若每个距离门内按照1024个电压数据(或者通过补零的方法达到1024个电压数据),则每个距离门需要计算1次1024点的FFT。典型的激光脉冲重复频率高达10kHz,甚至是20kHz或更高,若探测的视向距离达到100个距离门,则需要在0.1ms(激光脉冲的重复频率按照1 ...
【技术保护点】
相干测风激光雷达中一种数据处理装置,其特征在于:包括激光发生器、收/发开关、望远镜、电信号驱动器、合束器、光电转换器和数据采集处理部分,数据采集处理部分又包括数据采集器、中央处理器、图形处理器、输出接口;在电信号驱动器的驱动下,激光发生器产生激光信号,经过收/发开关后到达望远镜,经过望远镜后发射到大气中,激光信号与大气中的气溶胶粒子相互作用,后向散射信号到达望远镜,经过望远镜后到达收/发开关,收/发开关与合束器连接,合束器的另一端通过光纤与激光发生器的本振光输出端连接,后向散射信号穿过收/发开关到达合束器的另一端,与激光发生器产生的本振光在合束器相干,相干后的光信号经过光电转换器转换成电信号,在电信号驱动器的同步下由数据采集器量化成数字信号,在中央处理器的控制下由图形处理器完成数据的运算反演出风速,并由输出接口把结果输出。
【技术特征摘要】
1.相干测风激光雷达中一种数据处理装置,其特征在于:包括激光发生器、收/发开关、望远镜、电信号驱动器、合束器、光电转换器和数据采集处理部分,数据采集处理部分又包括数据采集器、中央处理器、图形处理器、输出接口;在电信号驱动器的驱动下,激光发生器产生激光信号,经过收/发开关后到达望远镜,经过望远镜后发射到大气中,激光信号与大气中的气溶胶粒子相互作用,后向散射信号到达望远镜,经过望远镜后到达收/发开关,收/发开关与合束器连接,合束器的另一端通过光纤与激光发生器的本振光输出端连接,后向散射信号穿过收/发开关到达合束器的另一端,与激光发生器产生的本振光在合束器相干,相干后的光信号经过光电转换器转换成电信号,在电信号驱动器的同步下由数据采集器量化成数字信号,在中央处理器的控制下由图形处理器完成数据的运算反演出风速,并由输出接口把结果输出。2.相干测风激光雷达中一种数据处理方法,其特征在于:具体步骤如下:A、中央处理器设置数据采集器的参数:设置数据采集器的采集速率、耦合方式、电压范围、触发方式、偏置电压、采集数据点数和数据交互方式;B、数据采集器等待电信号驱动器的触发信号;C、数据采集器采集后向散射信号数据:数据采集器受到电信号驱动器的触发后,开始采集后向散射信号数据;采集后...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾晓东,吴小锋,
申请(专利权)人:江西省智成测控技术研究所有限责任公司,
类型:发明
国别省市:江西,36
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