相干测风激光雷达中一种数据处理装置及方法与流程

文档序号:11964386阅读:来源:国知局

技术特征:

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;采集后向散射信号数据完成后,通知中央处理器读取后向散射信号数据;

D、中央处理器从数据采集器中把后向散射信号数据读取,写入图形处理器的存储器中;

E、图形处理器计算后向散射信号数据:在中央处理器的控制下,后向散射信号数据按照距离门被分成数据段,在图形处理器上会被中央处理器创建相应的线程数量,每个线程独立运行一个核程序,核程序负责计算后向散射信号数据中的一个数据段,通过计算把后向散射信号由时域变换成频域,计算出后向散射信号的幅度谱,存储于图形处理器的存储器中;充分利用图形处理器的大量算术逻辑单元和存储带宽,多个线程同时并行计算,每个线程可根据自己的标识符即线程号来执行计算任务、访问存储空间以及与其它线程进行通信;

F、后向散射信号的幅度谱的累积:数据采集器受到电信号驱动器的触发信号触发一次,完成一次后向散射信号幅度谱计算,多次数据采集器受到电信号驱动器的触发信号触发,完成多次后向散射信号幅度谱计算,把多次后向散射信号幅度谱分别累加,完成后向散射信号的幅度谱的累积;

G、反演风速:图形处理器的每个线程完成后向散射信号的幅度谱的累积后,在中内处理器的控制下,每个线程中执行最大似然离散谱峰值估计算法求解出风速;

H、风速反演结果输出:在中央处理器的控制下,由输出接口把风速反演结果输出。

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