相干测风激光雷达实时数据采集处理系统研究

付友涛

中国海洋大学

摘要：

随着激光技术以及电子技术的不断发展，激光雷达产品在大气探测、环境监测等领域被广泛应用。目前全光纤相干多普勒测风激光雷达以其测风精度高、空间分辨率高、激光器功率小、体积小等优点成为研究热点。　　相干测风激光雷达需对大量数据进行实时处理，对信号采集处理系统的性能要求较高。目前1550nm的激光器技术已非常成熟，其激光脉冲重复频率可达10KHz。为适应激光器技术的发展，本论文论述了针对全光纤相干测风激光雷达应用的信号采集处理系统的研究。论文主要包括五个部分：选题背景及意义、系统的总体设计、系统硬件设计、系统软件设计和系统测试。　　论文的第一部分对相干测风的原理进行了介绍，同时介绍了相干测风激光雷达在国内外的发展情况并分析了选题的意义。　　论文的第二部分论述了数据采集处理系统的总体设计方案。根据相干测风激光雷达的性能指标确定了数据采集处理系统的各种参数，并详细叙述了系统的数据采集处理流程，最终给出了数据采集处理系统的总体设计方案。　　论文的第三部分简要描述了系统的硬件设计，主要介绍了各个模块之间的接口设计。　　论文的第四部分论述了FPGA逻辑设计和NiosII程序设计，是论文的关键部分。FPGA的逻辑设计主要完成相干测风激光雷达所需的大量的实时运算，是设计的难点。NiosII主要完成通信模块的控制。　　论文的第五部分论述了数据采集处理系统的测试，包括实验室测试和现场测试，并对测试获得的数据进行了分析处理。

关键词：激光雷达;信号采集;数据处理;硬件设计;程序开发

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：信号与信息处理

导师姓名：刘金涛

学位年度：2013

语种：中文

分类号：TN958.98

页数：68

在线出版日期：2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）