CN112698357A - 一种双波束激光雷达风场探测装置和方法 - Google Patents

一种双波束激光雷达风场探测装置和方法 Download PDF

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CN112698357A CN202011488275.6A CN202011488275A CN112698357A CN 112698357 A CN112698357 A CN 112698357A CN 202011488275 A CN202011488275 A CN 202011488275A CN 112698357 A CN112698357 A CN 112698357A
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徐赤东
徐青山
纪玉峰
伯广宇
余东升
方蔚恺
杨喆
蔡熠
陈海燕
李艳蕾
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Abstract

本发明提出一种双波束激光雷达风场探测装置和方法，所述装置包括第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构、总控单元、采集处理单元和操作显示单元；第一、二激光发射接收机构安装在同一个平面上，两者发射的激光光束也在同一平面上；第一、二激光发射接收机构激光发射处距离为a，第一、二激光发射接收机构发射激光光束的光轴之间夹角为θ；总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作，采集处理单元负责采集两个激光发射接收机构的探测器信号采集与处理，根据采集到的激光后向散射信号幅值和发射激光能量值，基于相似计算，得到风场的方向和速度。

Description

一种双波束激光雷达风场探测装置和方法
技术领域
本发明涉及一种双波束激光雷达风场探测装置和方法，属于风场探测领域。
背景技术
大气风场是重要的大气物理参数，精确的大气风场观测对大气污染防治、提高航空航天安全性、军事环境预报、改进气候研究模型、提高长期天气预报准确性等具有重大意义。测风激光雷达作为主动大气遥感仪器，具有风场测量精度高，时间和空间分辨率高，以及不受地物杂波影响等优点，非常适合于快速准确的风场测量。
多普勒测风激光雷达通过测量随风场运动的大气分子和气溶胶粒子对激光造成的多普勒频移来实现风场的探测，根据测量实现方式的不同分为相干探测和直接探测。多普勒相干探测利用回波信号和本振激光进行光学混频，差频信号的频率减去起始的频率偏置就是由运动粒子引起的多普勒频移，相干探测对激光的相干性要求较高，所以光学器件加工难度大，成本高，光路复杂。多普勒直接探测则是利用光学鉴频器或光谱分析仪将光频率移动转化为可直接测量的光功率或光功率空间分布的变化，对激光器频率稳定性要求很高，系统复杂。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种双波束激光雷达风场探测装置和方法，这种激光雷达装置和方法基于气溶胶不均匀结构造成的回波信号强度起伏来反演风速，对光源相干性要求不高，光谱宽度限制也不严格，光路简单，可以在简单、稳定系统下实现大气风场探测，而且通过激光能量监测和激光器电流控制，提高激光发射能量稳定性，并对数据进行能量归一化处理，提高反演结果精度。
本发明的技术解决方案为：一种双波束激光雷达风场探测装置，包括第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构、总控单元、采集处理单元和操作显示单元；第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构结构相同，安装在同一个平面上，两者发射的激光光束也在同一平面上；第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离为a，第一激光发射接收机构发射激光光轴和第二激光发射接收机构发射激光光轴之间夹角为θ；总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作，采集处理单元负责采集两个激光发射接收机构的探测器信号采集与处理，操作显示单元负责进行命令输入和结果显示。
进一步的，第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构相同，包括激光能量监测单元，电流控制单元，激光器，扩束镜，全反射镜，部分反射镜，主镜，次镜，望远镜筒，光阑，滤光片和探测器；主镜和次镜安装在望远镜筒上；激光器发出的激光经过扩束镜，部分反射镜，全反射镜后进入大气，遇到大气中气溶胶粒子和大气分子后产生散射效应；激光的后向散射信号经过主镜、次镜反射，然后通过光阑、滤光片后进入探测器；激光器发出的激光在经过部分反射镜时，透过的激光被激光能量监测单元接收，用于实时监测发射激光能量，并将监测结果反馈给电流控制单元和采集处理单元，电流控制单元根据监测结果实时调整激光器电流，实现发射激光能量的稳定，采集处理单元记录发射激光能量用于数据处理；激光经过全反射镜发射的光轴和主镜、次镜的光轴重合；激光器和主控单元连接，探测器和主控单元、采集处理单元连接。
进一步的，所述第一激光发射接收机构发射激光光轴和第二激光发射接收机构发射激光光轴之间夹角θ满足：0°<θ<180°。
进一步的，所述第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离为a，a满足：0m<a<1m。
进一步的，激光发射接收机构发射激光波长为532nm，重复频率2.5kHz，激光能量10μJ，时间分辨率1s，空间分辨率3m。
进一步的，部分反射镜反射率95％。
进一步的，第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构均装有激光器和探测器；所述总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作的具体过程如下：
(1)第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器同时供电，开始探测；
(2)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射激光脉冲；
(3)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(4)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，200μs后停止；
(5)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射下一发激光脉冲；
(6)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(7)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，并与上一发脉冲此通道的数值累加，200μs后停止；
(8)按照(5)～(7)的顺序循环进行，进行2500个激光脉冲，即1s时间后，本组采集结束，开始下一组采集；
(9)按照(2)～(8)的顺序循环进行，工作到设定时间后，第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器停止出光，第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器断电。
根据本发明的另一个方面，还提出一种基于相似计算的风场探测方法，包括如下步骤：
(1)求出两个激光发射接收机构光轴在探测距离L处之间的间距
Figure BDA0002839976660000031
(2)第一激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1，t2，...，tn，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1，P1t2，...，P1tn)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1，T1t2，...，T1tn)，对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)；
(3)第二激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P2t1+Δt，P2t2+Δt，...，P2tn+Δt)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T2t1+Δt，T2t2+Δt，...，T2tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s。对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)；
(4)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t12＝Δt，根据v12＝s/t12求出第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的风速v12；
(5)第一激光发射接收机构距离L+l处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1+Δt，P1t2+Δt，...，P1tn+Δt)，，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1+Δt，T1t2+Δt，...，T1tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s。对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)；
(6)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t11＝Δt，根据v11＝l/t11求出第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的风速v11；
(7)由于v12是实际风速vw在第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的分量，v11是vw在第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的分量，根据向量合成方法计算即可得到实际风速vw以及vw和第一激光发射接收机构发射激光光轴的夹角α；
(8)根据第一激光发射接收机构发射激光方向与正北方向的夹角，和α相加，对α进行校正得到实际风场中的风向β，即可得到风场的风速参数vw和风向参数β。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明基于气溶胶不均匀结构造成的回波信号强度起伏来反演风速，对光源相干性要求不高，光谱宽度限制也不严格，装置结构简单、稳定性强；
(2)本发明的双波束激光雷达风场探测装置具有激光能量监测和激光器反馈电流控制功能，可以保证激光器能量稳定，提高风场反演结果精度；
(3)反演计算时，使用监测的激光能量数值对回波信号进行归一化处理，进一步消除激光能量波动对风场反演结果的影响。
附图说明
图1为本发明的一种双波束激光雷达风场探测装置结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的一种双波束激光雷达风场探测装置包括：第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构、总控单元、采集处理单元和操作显示单元；第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构结构相同，安装在同一个平面上，两者发射的激光光束也在同一平面上；第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离为a，第一激光发射接收机构发射激光光轴和第二激光发射接收机构发射激光光轴之间夹角为θ；总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作，采集处理单元负责采集两个激光发射接收机构的探测器信号采集与处理，操作显示单元负责进行命令输入和结果显示。
第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构相同，包括激光能量监测单元，电流控制单元，激光器，扩束镜，全反射镜，部分反射镜，主镜，次镜，望远镜筒，光阑，滤光片和探测器；主镜和次镜安装在望远镜筒上；激光器发出的激光经过扩束镜，部分反射镜，全反射镜后进入大气，遇到大气中气溶胶粒子和大气分子后产生散射效应；激光的后向散射信号经过主镜、次镜反射，然后通过光阑、滤光片后进入探测器；激光器发出的激光在经过部分反射镜时，透过的激光被激光能量监测单元接收，用于实时监测发射激光能量，并将监测结果反馈给电流控制单元和采集处理单元，电流控制单元根据监测结果实时调整激光器电流，实现发射激光能量的稳定，采集处理单元记录发射激光能量用于数据处理；激光经过全反射镜发射的光轴和主镜、次镜的光轴重合；激光器和主控单元连接，探测器和主控单元、采集处理单元连接。
激光发射接收机构发射激光波长为532nm，重复频率2.5kHz，激光能量10μJ，时间分辨率1s，空间分辨率3m。
总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作的具体过程如下：
(1)第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器同时供电，开始探测；
(2)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射激光脉冲；
(3)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(4)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，200μs后停止；
(5)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射下一发激光脉冲；
(6)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(7)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，并与上一发脉冲此通道的数值累加，200μs后停止；
(8)按照(5)～(7)的顺序循环进行，进行2500个激光脉冲，即1s时间后，本组采集结束，开始下一组采集；
(9)按照(2)～(8)的顺序循环进行，工作到设定时间后，第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器停止出光，第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器断电。
风场探测方法如下：
(1)求出两个激光发射接收机构光轴在探测距离L处之间的间距
Figure BDA0002839976660000061
(2)第一激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1，t2，...，tn，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1，P1t2，...，P1tn)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1，T1t2，...，T1tn)，对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)；
(3)第二激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P2t1+Δt，P2t2+Δt，...，P2tn+Δt)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T2t1+Δt，T2t2+Δt，...，T2tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s。对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)；
(4)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t12＝Δt，根据v12＝s/t12求出第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的风速v12；
(5)第一激光发射接收机构距离L+l处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1+Δt，P1t2+Δt，...，P1tn+Δt)，，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1+Δt，T1t2+Δt，...，T1tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s。对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)；
(6)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t11＝Δt，根据v11＝l/t11求出第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的风速v11；
(7)由于v12是实际风速vw在第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的分量，v11是vw在第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的分量，根据向量合成方法计算即可得到实际风速vw以及vw和第一激光发射接收机构发射激光光轴的夹角α；
(8)根据第一激光发射接收机构发射激光方向与正北方向的夹角，和α相加，对α进行校正得到实际风场中的风向β，即可得到风场的风速参数vw和风向参数β。
以上虽然描述了本发明的具体实施方法，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明原理和实现的前提下，可以对这些实施方案做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种双波束激光雷达风场探测装置，其特征在于：包括第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构、总控单元、采集处理单元和操作显示单元；第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构结构相同，安装在同一个平面上，两者发射的激光光束也处于同一平面；第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离为a，第一激光发射接收机构发射激光光束的光轴和第二激光发射接收机构发射激光光束的光轴之间夹角为θ；总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作，采集处理单元负责采集两个激光发射接收机构的探测器信号采集与处理，操作显示单元负责进行命令操作和结果显示。
2.根据权利要求1所述的一种双波束激光雷达风场探测装置，其特征在于：
第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构相同，包括激光能量监测单元，电流控制单元，激光器，扩束镜，全反射镜，部分反射镜，主镜，次镜，望远镜筒，光阑，滤光片和探测器；其中所述主镜和次镜安装在望远镜筒上；激光器发出的激光经过扩束镜，部分反射镜，全反射镜后进入大气，遇到大气中气溶胶粒子和大气分子后产生散射效应；激光的后向散射信号经过主镜、次镜反射，然后通过光阑、滤光片后进入探测器；激光器发出的激光在经过部分反射镜时，透过的激光被激光能量监测单元接收，用于实时监测发射激光能量，并将监测结果反馈给电流控制单元和采集处理单元，电流控制单元根据监测结果实时调整激光器电流，实现发射激光能量的稳定，采集处理单元记录发射激光能量用于数据处理；激光经过全反射镜发射的光轴和主镜、次镜的光轴重合；激光器和主控单元连接，探测器和主控单元、采集处理单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种双波束激光雷达风场探测装置，其特征在于：所述第一激光发射接收机构发射激光光轴和第二激光发射接收机构发射激光光轴之间夹角θ满足：0°<θ<180°，所述第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离a满足：0m<a<1m。
4.根据权利要求1所述的一种双波束激光雷达风场探测装置，其特征在于：
激光发射接收机构发射激光波长为532nm，重复频率2.5kHz，激光能量10μJ，时间分辨率1s，空间分辨率3m。
5.根据权利要求1所述的一种双波束激光雷达风场探测装置，其特征在于：第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构均装有激光器和探测器；所述总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作的具体过程如下：
(1)第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器同时供电，开始探测；
(2)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射激光脉冲；
(3)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(4)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，200μs后停止；
(5)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射下一发激光脉冲；
(6)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(7)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，并与上一发脉冲此通道的数值累加，200μs后停止；
(8)按照(5)～(7)的顺序循环进行，进行2500个激光脉冲，即1s时间后，本组采集结束，开始下一组采集；
(9)按照(2)～(8)的顺序循环进行，工作到设定时间后，第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器停止出光，第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器断电。
6.一种利用双波束激光雷达风场探测装置进行风场的探测方法，其特征在于：所述双波束激光雷达风场探测装置包括第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构、总控单元、采集处理单元和操作显示单元；第一激光发射接收机构、第二激光发射接收机构结构相同，安装在同一个平面上，两者发射的激光光束也处于同一平面；第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离为a，第一激光发射接收机构发射激光光束的光轴和第二激光发射接收机构发射激光光束的光轴之间夹角为θ；总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作，采集处理单元负责采集两个激光发射接收机构的探测器信号采集与处理，操作显示单元负责进行命令操作和结果显示；风场探测方法计算包括如下步骤：
(1)求出两个激光发射接收机构在探测距离L处之间的间距
Figure FDA0002839976650000021
(2)第一激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1，t2，...，tn，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1，P1t2，...，P1tn)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1，T1t2，...，T1tn)，对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)；
(3)第二激光发射接收机构探测距离L处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P2t1+Δt，P2t2+Δt，...，P2tn+Δt)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T2t1+Δt，T2t2+Δt，...，T2tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s；对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)；
(4)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P2t1+Δt/T2t1+Δt，P2t2+Δt/T2t2+Δt，...，P2tn+Δt/T2tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t12＝Δt，根据v12＝s/t12求出第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的风速v12；
(5)第一激光发射接收机构距离L+l处在连续时间t1+Δt，t2+Δt，...，tn+Δt，共n秒时间的后向散射回波信号幅值为数组(P1t1+Δt，P1t2+Δt，...，P1tn+Δt)，对应n秒时间段激光能量监测单元监测的发射激光能量为(T1t1+Δt，T1t2+Δt，...，T1tn+Δt)，Δt取值范围为1s～100s，对回波信号幅值数组进行能量归一化处理，得到数组(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)；
(6)求出数组(P1t1/T1t1，P1t2/T1t2，...，P1tn/T1tn)和(P1t1+Δt/T1t1+Δt，P1t2+Δt/T1t2+Δt，...，P1tn+Δt/T1tn+Δt)画出的曲线最相似时的Δt，令t11＝Δt，根据v11＝l/t11求出第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的风速v11；
(7)由于v12是实际风速vw在第一激光发射接收机构距离L处到第二激光发射接收机构距离L处方向上的分量，v11是vw在第一激光发射接收机构距离L处到第一激光发射接收机构距离L+l处方向上的分量，根据向量合成方法计算即可得到实际风速vw以及vw和第一激光发射接收机构发射激光光轴的夹角α；
(8)根据第一激光发射接收机构发射激光方向与正北方向的夹角，和α相加，对α进行校正得到实际风场中的风向β，即可得到风场的风速参数vw和风向参数β。
7.根据权利要求6所述的风场探测方法，其特征在于：
第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构相同，包括激光器，扩束镜，全反射镜，部分反射镜，主镜，次镜，望远镜筒，光阑，滤光片和探测器；主镜和次镜安装在望远镜筒上；激光器发出的激光经过扩束镜，部分反射镜，全反射镜后进入大气，与大气中气溶胶粒子和大气分子发生散射效应；激光的后向散射信号经过主镜、次镜反射，然后通过光阑、滤光片后进入探测器；发射进入大气的激光光轴和主镜、次镜的接收光轴重合；激光器和总控单元连接，探测器和总控单元、采集处理单元连接。
8.根据权利要求6所述的风场探测方法，其特征在于：所述第一激光发射接收机构发射激光光轴和第二激光发射接收机构发射激光光轴之间夹角θ满足：0°<θ<180°，所述第一激光发射接收机构激光发射处和第二激光发射接收机构激光发射处距离a满足：0m<a<1m。
9.根据权利要求6所述的风场探测方法，其特征在于：
激光发射接收机构激光波长为532nm，重复频率2.5kHz，激光能量10μJ，时间分辨率1s，空间分辨率3m。
10.根据权利要求6所述的风场探测方法，其特征在于：
第一激光发射接收机构和第二激光发射接收机构均装有激光器和探测器；所述总控单元控制两个激光发射接收机构的激光器和探测器以及采集处理单元按照时序动作的具体过程如下：
(1)第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器同时供电，开始探测；
(2)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射激光脉冲；
(3)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(4)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，200μs后停止；
(5)第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器同时发射下一发激光脉冲；
(6)激光脉冲触发采集处理单元采集激光能量监测单元监测数值并存储；
(7)激光脉冲触发采集处理单元开始采集探测器信号，每隔20ns作为一个通道存储一个数值，并与上一发脉冲此通道的数值累加，200μs后停止；
(8)按照(5)～(7)的顺序循环进行，进行2500个激光脉冲，即1s时间后，本组采集结束，开始下一组采集；
(9)按照(2)～(8)的顺序循环进行，工作到设定时间后，第一激光发射接收机构的激光器和第二激光发射接收机构的激光器停止出光，第一激光发射接收机构的探测器和第二激光发射接收机构的探测器断电。
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