数据采集卡在大气激光雷达中的应用

发布日期：2025/2/5来源：网络

激光雷达介绍

工作在红外和可见光波段的，以激光为工作光束的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。激光雷达的作用是能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。

大气激光雷达介绍

大气激光雷达顾名思义就是通过使用激光雷达来实现对大气的探测。国外通过激光雷达对大气进行检测开展的比较早，目前已建有多个激光雷达观测站，其中包括意大利那不勒斯观测站、美国激光雷达观测站、印度尼西亚斯马特拉岛观测站等。其中，美国对空基激光雷达在大气检测方面的应用较为成熟，1994 年9 月，美国利用“发现号”航天飞机搭载激光雷达发射成功，完成了世界上第一次激光雷达空间技术实验（Lidar Inspace Technology Experience，LITE）；又于2000年后发射了五颗搭载激光雷达仪器的卫星，为地球科学提供了大量的相关数据。俄罗斯研制了一种远距离地面的激光雷达毒气报警系统，这一系统是通过对气溶胶的特性研究获得的，通过对化学毒剂的实时探测，从而确定毒剂气溶胶云的离地高度、中心厚度以及斜距离等相关参数，从而为人们提供预警。此外，德国也研制出了一种可发出40 个不同频率激光的连续波CO2 激光雷达，可识别和探测9~11 μm 波段光谱能量的化学战剂，可为大气环境的检测提供有效的数据。与此同时，国内对激光雷达的应用和研究也在迅猛发展，20 世纪六七十年代，中国科学院大气物理所在周秀骥院士、吕达仁院士、赵燕曾研究员等主持下成功研制出了我国第一台米散射激光雷达，同时开展了有关云和气溶胶特性的探测工作。随着激光雷达在大气检测方面应用的不断发展，目前我国已经建立了 12个沙尘暴长期观测站。随着应用的不断扩大，国内已有许多单位开始运用激光雷达系统进行大气参数的探测研究，如安徽光学精密机械研究所、中国海洋大学、中国科学技术大学、上海光学精密机械研究所、武汉大学、兰州大学等。像国内某大气颗粒物监测激光雷达就采用波长532 nm线偏振激光对大气颗粒物进行遥感探测。雷达通过对532 nm垂直和水平偏振信号的探测，解析大气消光系数、退偏振比廓线、边界层高度、光学厚度等参数，进而可获取大气颗粒物时空分布特征、污染层时空变化、颗粒物输送和沉降等信息。

激光雷达监测环境大气的工作原理

激光器发射激光脉冲，与大气中的气溶胶及各种成分作用后产生后向散射信号，系统中的探测器接收回波信号，并对其进行处理分析，从而得到所需的大气物理要素，具体原理如下图所示。

数据采集卡需求

l 采样率：20MS/s-60MS/s；

l 精度：16bit；

l 通道数：2-4通道；

l 数据需累加平均；

l 支持多次触发，连续存储；

l 需持续运行，产品要求稳定可靠

解决方案

激光雷达需要长期实时监测，对采集卡性能稳定性、功耗、同步性能、通道数、信噪比要求都比较高。Spectrum的m2i.49系列采集卡刚好符合激光雷达应用要求，该系列卡采样率最高能到60MS/s，最多支持8通道同步采集，精度为16bit，相比市面上大多数12bit或14bit采集卡，能分辨出更细腻的信号，同时，该采集卡自身信噪比水平控制得非常好。这都是Spectrum数据采集卡非常适合大气激光雷达应用的一个重要原因。

紫金桥实时数据库实现厂区监控一、系统概述紫金桥实时数据库是实现流程企业生产实时监控分系统的核心。主要功能覆盖流程企业全厂范围过程数据的自动采集、存储、浏览和分析；是实现先进过程控制、流程模拟和生产调度优化的基础。它包括了实时
解决多数据格式JsonMqttAscii等数据交换的服务器 GPRS远程控制服务端软件FP-GPRS-S简介： FP-GPRS-S服务端软件支持Java、Linux、Winphone等系统的手机端App，支持手机开发端的Json、Mqtt、机器码等数据格式，
紫金桥实时数据库在轧钢加热炉加热工艺在线优化控制系统中的作用一、概述　　近十年来，随着节能工作进一步开展，作为能耗大户的钢铁企业必然需要做出更多的努力来实现节能降耗的目的。在钢厂的节能改造中耗能较多的设备首当其冲，轧钢使用的加热炉就是这样一种设备，其热效率
数网星大数据采集及应用管理平台在水行业中的应用数网星大数据采集及应用管理平台在水行业中的应用数网星大数据采集及应用管理平台，自上市以来，帮助很多企业解决远程运维、远程诊断等功能，并节约了大量的人员成本，被众多企业所认可。目前数网星大数据采集及应
串口RS232设备以及RS485设备通过WiFi联网收发数据方案众所周知，随着社会自动程度的日益加深，工业控制领域对自动化的控制需求也越来越大。工业领域的特点是：一个工业的控制节点或数据节点使用一个简单的CPU 即可完成，但是，对于数据的处理往往送到后台服务器进
紫金桥实时数据库系统构建制药厂MES系统综合生产数据平台 1 需求分析生产数据没有有效共享，因而对影响生产过程的主要因素缺乏有效的监控手段。从各生产车间来看，各生产装置都上了PLC，但装置的数据只能显示在装置的操作站上，只有到生产现场的控制面板上，才能观
高速数据通讯和动态运动控制是高效完成热喷涂工艺的保障热喷涂是一种表面处理技术，即将熔融或加热后的材料喷涂到表面上。为了提高喷涂质量，四川大学自主设计出一套九轴联动热喷涂系统，在这个系统中，三轴转台与六轴机械手同时优化运行。该系统利用 Beckho
跨平台实时数据库如何实现表格的保存和读取跨平台实时数据库提供了表格的保存和读取功能，可以将表格中内容保存至本地TXT或HTML文件，在EXCEL或浏览器中查看。也可以使用报表读取编辑好的EXCEL文件。配合脚本系统，可以实现退出窗口自动