基于Fabry-Perot标准具的多普勒测风激光雷达

研制了1 064 nm直接探测多普勒测风激光雷达，采用Fabry?蛳Perot标准具的双边缘技术，探测了对流层三维风场分布。介绍了多普勒测风激光雷达的总体结构和技术参数，较为详细地叙述了各部分的结构及其功能，并给出了合肥地区对流层径向风速的初步探测结果。结果表明，该激光雷达系统性能稳定，夜晚的探测高度可以达到9 km。     

利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理分析

导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式.对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数.在0～3 km高度,得出系统风速误差小于0.16 m/s.对最终的风速反演分别运用最小二乘拟合法和重心法.分析表明最小二乘拟合法只适用于风速较小的情况.详细分析了运用重心法计算风速必然会引起的误差,并提出一种解决方法.修正后,在±30 m/s风速范围内,该方法产生的误差小于0.25 m/s.     

基于Fizeau条纹技术的测风激光雷达风速反演方法

建立了基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达后向散射信号的理论模型，并利用最小二乘拟合方法结合数值迭代方法反演风速。该方法无需确切知道实际系统参数的大小和测量时的大气状况。风速反演的精度受迭代次数的影响，而迭代初值的选取只会影响迭代的收敛速度。用Monte-Carlo方法模拟了低对流层的回波信号并进行了风速反演，验证了该风速反演方法的可行性。模拟的系统参数在0～5 km高度，由信号的散粒噪声引起的系统误差小于1 m/s。     

激光雷达探测的大气气溶胶空间二维分布

提出了通过改变激光束仰角的斜程探测得到气溶胶空间二维分布的方案。利用自行研制的Mie散射激光雷达系统对合肥西郊上空的大气气溶胶进行了连续的斜程探测，并通过相应的数据处理方法，得到气溶胶消光系数二维分布图及其随时间的演变图。给出了2005年12月2日的典型探测结果，这些结果不仅全面直观地反映了大气空间某一纵向剖面的气溶胶消光系数分布情况，而且清楚地显示了这一分布随时间的整体变化趋势，这对于实时的大气环境监测具有重要意义。     

多普勒测风激光雷达数据处理方法分析

介绍了基于双Fabry-Perot标准具的测风激光雷达的工作原理，分析了大气分子散射对风速测量的影响，并给出了相应的数据处理方法。模拟并分析了两种不同迭代初值在1～3次迭代时产生的系统测量误差，给出了1 km和5 km处风速的测量误差。利用自行研制的一台多普勒测风激光雷达对合肥地区对流层风场进行测量，并用两种方法处理了实验数据。结果表明，改进的数据处理方法是切实可行的。     

水电站水工建筑物和金属结构安全检测技术及应用

论述了水电站水工建筑物和金属结构存在病险的危害，指出了进行结构检测的目的与意义，提出了其结构安全检测技术与应用。     

积分球在瑞利测风激光雷达中的应用

入射到标准具上的光斑强度分布影响标准具透过率曲线的形状,进而影响风速反演.将激光入射进积分球后在腔壁上发生漫反射,出射激光光斑变均匀,从而使标准具的透过率曲线更准确.同时出射激光脉冲的宽度在时域上变宽,提高了探测的信噪比,扫描得到的标准具的透过率曲线也更稳定.同样的道理,锁定通道的锁定过程也由于这两点改变而更精确.积分球的这两点特性用于355 nm瑞利测风激光雷达系统中将大大提高探测的稳定性和信噪比.将激光通过积分球后扫描透过率曲线,在风速大小为100 m/s的范围内计算得到的风速误差最大值为0.061 m/s,平均值为0.054 m/s.     

双边缘瑞利测风技术中信号通道分光比对风速反演的影响

理论分析表明,双边缘瑞利测风激光雷达技术中,信号通道分光精度影响风速测量精度。因此,在风速误差计算上,需考虑分光比误差,且尽量选择分光稳定性好的仪器。在激光雷达中,常常利用光纤分束器与分束片进行分光。分束片的分光受大气退偏振效应影响,分光不稳定;而光纤分束器分光比需测量,存在测量误差。分析可得,在纯分子散射环境下,由于退偏振效应引起分光片的相对变化为0.07%~0.63%;实验测得多模光纤分束器分光比均值为1.018,标准偏差为0.4%,分析比较后选用分光稳定较好的光纤分束器。最后,进行了瑞利多普勒激光雷达与探空气球的联合测风实验,实验结果表明两者风场分布吻合得较好。     

沙57井卡钻事故处理技术

沙57井发生压差卡钻事故,在进行了拉、压、扭、注解卡剂等常规事故处理方法无效后,采用了中和点倒扣、爆炸倒扣、套铣、打捞等一系列事故处理技术,最终成功打捞出了井内全部落鱼。总结了该井事故处理的成功经验和失败的教训,对今后处理类似事故具有指导意义。     

直接探测多普勒激光雷达的光束扫描和风场测量

介绍了直接探测多普勒激光雷达的系统结构和主要参数，给出了该系统进行大气风场测量的光束扫描方法，详细推导了三维风场的计算公式，给出了其风速和风向误差的求解方法。在径向风速均为1 m/s和扫描角度误差均为1°的情况下，水平风速和风向的误差分别为1.155 m/s和0.707°。给出了合肥地区对流层风场的测量结果，结果表明，采用该方法测量大气风场是切实可行的。