激光雷達(dá)云高儀是一種利用激光探測(cè)與測(cè)距技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)云層高度、垂直能見(jiàn)度、氣溶膠分布等大氣參數(shù)的光學(xué)遙感設(shè)備，廣泛應(yīng)用于氣象觀測(cè)、航空氣象、環(huán)境監(jiān)測(cè)和氣候研究等領(lǐng)域。激光雷達(dá)云高儀通過(guò)發(fā)射激光脈沖并接收大氣中云層、氣溶膠粒子的后向散射信號(hào)，結(jié)合時(shí)間差計(jì)算距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)云底高度的連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)。整機(jī)由多個(gè)精密部件協(xié)同工作，各具不同功能與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
1、激光發(fā)射系統(tǒng)
作為探測(cè)核心，激光發(fā)射系統(tǒng)通常采用半導(dǎo)體泵浦固體激光器或光纖激光器，發(fā)射波長(zhǎng)多為905nm或1064nm近紅外光。該波段對(duì)人眼相對(duì)安全，且在大氣中穿透力強(qiáng)。激光以短脈沖形式（納秒級(jí)）發(fā)射，具備高方向性與高能量密度，確保遠(yuǎn)距離探測(cè)的信噪比。
2、光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)
由發(fā)射望遠(yuǎn)鏡和接收望遠(yuǎn)鏡組成。發(fā)射望遠(yuǎn)鏡將激光束準(zhǔn)直并投射至大氣中；接收望遠(yuǎn)鏡（通常為卡塞格林式）負(fù)責(zé)收集微弱的后向散射光信號(hào)。系統(tǒng)配備高透過(guò)率光學(xué)鍍膜和窄帶濾光片，有效濾除太陽(yáng)背景光干擾，提升探測(cè)靈敏度。
3、光電探測(cè)器
接收的散射光由雪崩光電二極管（APD）或光電倍增管（PMT）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。APD具有高增益、低噪聲、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，適用于白天和夜間連續(xù)工作，是現(xiàn)代的主流選擇。
4、信號(hào)處理與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
核心為高速數(shù)據(jù)采集卡和嵌入式處理器，負(fù)責(zé)對(duì)微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、數(shù)字化和累加平均處理。通過(guò)飛行時(shí)間法（Time-of-Flight）計(jì)算激光脈沖從發(fā)射到返回的時(shí)間，結(jié)合光速精確計(jì)算云層距離。系統(tǒng)可同時(shí)識(shí)別多層云（如雙層或三層云），并輸出云底高度、垂直能見(jiàn)度等參數(shù)。
5、控制與通信模塊
內(nèi)置嵌入式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)啟停、參數(shù)設(shè)置、故障診斷和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。支持RS232/485、以太網(wǎng)或4G通信接口，可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至氣象站或數(shù)據(jù)中心，支持MODBUS、WMO等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
6、全天候防護(hù)系統(tǒng)
設(shè)備配備自動(dòng)溫控加熱器和壓縮空氣吹掃裝置，防止鏡頭在雨、雪、霜、霧天氣下結(jié)露或積塵。部分型號(hào)集成雨量傳感器，自動(dòng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制，確保惡劣環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行。
7、電源與供電系統(tǒng)
支持AC220V或DC12/24V供電，部分野外站點(diǎn)設(shè)備配備太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，適應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)長(zhǎng)期無(wú)人值守運(yùn)行。
8、數(shù)據(jù)處理與顯示軟件
配套上位機(jī)軟件可實(shí)時(shí)顯示云高變化曲線、散射信號(hào)強(qiáng)度圖、時(shí)間-高度-強(qiáng)度（THI）圖譜，支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出、報(bào)警設(shè)置和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
9、機(jī)械結(jié)構(gòu)與安裝平臺(tái)
采用全密閉、防塵防水（IP65以上）設(shè)計(jì)，適應(yīng)-40℃～+60℃寬溫環(huán)境。可安裝于地面觀測(cè)站、機(jī)場(chǎng)跑道旁或移動(dòng)平臺(tái)。
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