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高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统研究的任务书
一、背景和研究意义
随着科技发展和现代化进程的加快，对天气的预测和传感技术的要求越来越高。其中，测风技术是气象预测和气象灾害预警的重要手段之一。传统的测风技术主要依赖于气象探空、飞机观测和气象雷达等手段，但这些方法在实时性、精度和成本上都存在不足。因此，研制高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统具有重要的研究意义和应用价值。
高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统是一种基于激光干涉和多普勒效应的测量技术，它能够实现对散射体的探测和风速、风向的测量。相比于传统的气象观测方法，多普勒测风激光雷达系统具有测量范围广、时间空间分辨率高、准确性好等优点，在气象预测、空气质量监测、大气环境研究等方面具有广泛的应用前景。
二、研究内容和方案
1.系统架构设计
高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统的主要结构包括激光器、探测器、光学系统和信号处理系统等部分。本研究将设计一个全新的多普勒测风激光雷达系统，以满足实际应用的需求。在系统设计中，需要对激光器、探测器、光学系统的选择和组合进行研究与优化，以保证系统的稳定性、可靠性和经济性。
2.高速数据采集技术
高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统需要获取高速的数据流，对数据流的采集、处理和存储技术需要进行深入研究。本研究将设计一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的数据采集器，以保证数据的实时性和高精度性。
3.强度目标检测技术
多普勒测风激光雷达在探测气流的同时，还会发生一些干扰，例如雨滴、积雪、树叶等。因此，在测风的同时还需要进行强度目标检测，以排除干扰，并提高测量结果的准确性。本研究将设计一种基于计算机视觉的强度目标检测算法，以实现高效、准确的目标检测。
4.高精度风速测量算法
风速的测量是多普勒测风激光雷达系统的一个重要任务。本研究将设计一种高精度的风速测量算法，并通过实验验证其准确性和可靠性。
5.高时空分辨率数据可视化
多普勒测风激光雷达系统将采集的数据需要进行可视化处理，以便分析研究和应用。本研究将设计一种可视化软件，使数据分析更加方便和准确。
三、预期成果和应用价值
1.设计一种高时空分辨率多普勒测风激光雷达系统，实现对气流的高精度探测和测量。
2.研究并设计一种高速数据采集器，采集和处理数据，提高系统的实时性和准确性。
3.确定一种基于计算机视觉的强度目标检测算法，排除干扰，提高测量结果的准确性。
4.设计一种高精度的风速测量算法，通过实验验证其准确性和可靠性。
5.设计一种数据可视化软件，使数据分析更加方便和准确。
本研究的成果将广泛应用于气象预测、气象灾害预警、空气质量监测等领域，为社会发展和人类生活提供更好的服务和保障。