CN115469378B - 一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质，应用于激光雷达技术领域。本申请所提供的一种湿位涡测量方法，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块与测风模块，首先通过激光雷达的温湿模块测得相当位温，再由激光雷达的测风模块测得风场信息，根据风场信息能够确定涡度，并且通过风场信息、相当位温和涡度反演计算得出湿位涡，利用激光雷达能够同步观测风场信息以及大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量，并能够相结合计算出湿位涡，且该方法能够有效地弥补气象传统设备在强对流天气中的时空精度问题，使用激光雷达也能够节约高空风场探测的布放成本。本申请还提供了湿位涡测量装置、设备及介质，具有与湿位涡测量方法相同的有益效果。

Description

一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质。

背景技术

湿位涡是在大气涡度的基础上，考虑水汽的作用，提出的能够同时诊断大气动力和热力特征的物理量，通过对湿位涡进行诊断，能够获得热力、动力属性以及水汽相变等等信息，从而进一步获取强对流天气过程中各项大气参量的状态，可为强对流天气的发展过程做出预报，由此，湿位涡成为一个诊断强对流天气发展过程的重要手段。

湿位涡的计算需要预先测得大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量、以及风场，目前湿位涡中相关气象参量观测的方式主要有自动气象站、探空气球以及气象观测塔，但在实际观测中，由于强对流天气影响和高空风场探测布放成本的局限性，气象站、探空气球和气象观测塔由于各自自身的局限，单一测量手段无法很好地探测到随时空变化的三维风场信息和湿度参量，且无法将两者相结合，计算得出湿位涡。

发明内容

本申请的目的是提供一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质，利用激光雷达的集成温湿观测和测风观测的功能对大气风温湿实现同步观测，获取实时大气风温湿数据，从而反演运算得出湿位涡。

为解决上述技术问题，本申请提供一种湿位涡测量方法，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块、测风模块，该方法包括：

获取经由温湿模块反演得到的相当位温；

获取经由测风模块反演得到的风场信息；

根据风场信息确定涡度；

根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡。

优选地，获取经由温湿模块反演得到的相当位温包括：

控制激光发射模块发射激光；

获取经由激光发射模块发射激光的回波信号；

控制分光系统对回波信号进行分离以得到子回波信号；

获取子回波信号；

根据子回波信号确定相当位温。

优选地，获取经由测风模块反演得到的风场信息包括：

控制激光发射模块发射激光；

控制回波系统接收经由激光发射模块发射激光的回波信号；

控制信号分析系统对回波信号进行信号转换；

根据经由信号转换后的回波信号确定风场信息。

优选地，控制激光发射模块发射激光包括：

控制激光发射模块发射激光至环形器；

将经由环形器和望远镜反射后的激光发射至目标大气。

优选地，控制回波系统接收经由激光发射模块发射激光的回波信号包括：

获取经由目标大气散射后的回波信号；

将回波信号通过望远镜和环形器传输至信号接收模块。

优选地，在根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡之后，还包括：

将湿位涡分解成正压项和斜压项。

优选地，子回波信号包括温度信号和水汽混合比信号。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种湿位涡测量装置，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块、测风模块，该装置包括：

第一获取模块，用于获取经由温湿模块反演得到的相当位温；

第二获取模块，用于获取经由测风模块反演得到的风场信息；

第一确定模块，用于根据风场信息确定涡度；

第二确定模块，用于根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种湿位涡测量设备，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的湿位涡测量方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的湿位涡测量方法的步骤。

本申请所提供的一种湿位涡测量方法，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块与测风模块，首先通过激光雷达的温湿模块测得相当位温，再由激光雷达的测风模块测得风场信息，根据风场信息能够确定涡度，并且通过风场信息、相当位温和涡度反演计算得出湿位涡，利用激光雷达能够同步观测风场信息以及大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量，并能够相结合计算出湿位涡，且该方法能够有效地改善因强对流天气导致探测时空精度的问题，使用激光雷达也能够节约高空风场探测的布放成本。

本申请还提供了一种湿位涡测量装置、设备及介质，与湿位涡测量方法相对应，故具有与湿位涡测量方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的湿位涡测量方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的激光雷达系统的结构图；

图3为本申请另一实施例提供的湿位涡测量方法的流程图；

图4为本申请另一实施例提供的湿位涡测量装置的结构图；

图5为本申请另一实施例提供的湿位涡测量设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

湿位涡是在大气涡度的基础上，考虑水汽的作用，能够同时诊断大气动力和热力特征的物理量，对强对流天气过程的演变有着重要的意义，但湿位涡也对风场和大气湿度参量的实况观测提出了较高要求，目前计算湿位涡的主要手段依赖于数值模型，通过输入的气象实况数据和动力方程模型，给出湿位涡的分布特征。当前，气象实测手段主要包括了自动气象站、探空气球以及气象观测塔等，自动气象站获取的大气参量全，但高度受限，无法获取高空的大气参量状态，无法满足三维空间信息地采集；探空气球能够获取不同高度的风温湿的数据，但其释放时次固定，对强对流天气的快速变化，对快速变化的气象场捕捉能力较差；气象观测塔对于安装点位和环境要求较高。

本申请的核心是提供一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质，通过将两种不同的采集机制集成在激光雷达的一个系统中，能够实现多参量的同步测量，减少观测参量单一的局限性。

需要说明的是，本申请所提到的湿位涡测量方法是基于激光雷达实现的，本申请所提到的激光发射模块、温湿模块、测风模块仅仅是为了更加清楚的描述清楚本技术方案。可以理解的是，本申请所提到的湿位涡测量方法可以由微控制单元（Micro Control Unit，MCU）或者其它类型的控制器件来实现，均不影响本技术方法的实现。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的湿位涡测量方法的流程图；如图1所示，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块、测风模块，该方法包括：

S10：获取经由温湿模块反演得到的相当位温。

具体实施中，利用激光雷达的温湿观测功能，通过激光雷达的温湿模块获取实时数据，再反演计算得到相当位温。图2为本申请实施例提供的激光雷达系统的结构图；如图2所示，多类型激光雷达对目标大气的观测分为两个部分，分别是温湿模块和测风模块。可以理解的是，激光发射模块1根据温湿模块和测风模块两者采用的激光波长不同，分别对信号进行发射和采集。其中，温湿模块获取的实时数据包括但不限于温度信号和水汽信号，根据所得到的温度信号和水汽信号进一步反演得到相当位温，相当位温的计算公式如下：

其中，为相当位温，表示未饱和湿空气块干绝热上升至所含的水汽全部凝结为水滴释出潜热后，所具有的温度；表示高度为z，时间为时的相当位温；为凝结潜热率，等于2.5×106J/kg；表示高度为z，时间为t时的位温；表示高度为z，时间为t时的温度；水汽比湿；水汽混合比，表示空气中的水汽质量，表示干空气质量；混合比的垂直廓线可由温湿模块反演给出，再进一步反演得出某一高度上的水汽比湿；为定压比热容，=1004J/(kg·K)。

本实施例中的获取动作可以是MCU完成的，也可以是其它类型的控制器，获取经由温湿模块反演得到的相当位温可以是实时获取的，也可以是定期获取的，实时获取即MCU或其它类型的控制器获取到经由温湿模块反演得到的相当位温后，实时上传该信息，获取经由温湿模块反演得到的相当位温可以是定期获取的，即MCU或其它类型的控制器定期获取到经由温湿模块反演得到的相当位温后，按周期上传该信息。

S11：获取经由测风模块反演得到的风场信息。

本步骤利用激光雷达的集成测风观测的功能，通过激光雷达的测风模块获取实时数据，再反演计算得到相对应的风场信息，风场信息具体为水平风速和风向。

需要说明的是，因湿位涡中的动力特征对风场的观测提出了要求，当前，全国的气象实测设备主要包含了自动气象站、探空气球以及气象观测塔，但由于安装地点、要求以及成本的限制，对高空风场探测主要依赖于探空气球，其能够探测到公里级的分层风场结构，可满足气象常规观测，但气球布放时次较为固定，存在时间和成本的局限性。在强对流天气观测中，自动气象站能够观测到强对流天气过程中近地面的风场变化和实况，气象塔只能观测到特定点位特定高度的分层风场，但针对强对流天气过程的局地性，难以满足观测灵活机动的需求。基于此，利用激光雷达能够弥补当前气象观测手段的不足，激光雷达观测大气具有高时空精度的特点，在采集不同高度的风温湿的同时，通过自身搭载的温湿压传感器，可同时获取近地面的基本大气参数。

本实施例中的获取动作可以是MCU完成的，也可以是其它类型的控制器，获取经由测风模块反演得到的风场信息可以是实时获取的，也可以是定期获取的，实时获取即MCU或其它类型的控制器获取经由测风模块反演得到的风场信息后，实时上传该信息，获取经由测风模块反演得到的风场信息可以是定期获取的，即MCU或其它类型的控制器定期获取经由测风模块反演得到的风场信息后，按周期上传该信息。

S12：根据风场信息确定涡度。

具体实施中，在步骤S11中获取得到了风场信息，风场信息包括水平风速和风向。根据所获取得到的水平风速和风向反演计算得出涡度，涡度计算公式如下：

其中，为垂直涡度，为东西风速，为南北风速，为东西方向距离差，为南北方向距离差。

S13：根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡。

本实施例中研究气旋涡度发展机制是研究强降水、台风等强对流性降水过程的重要内容。大气涡度是表征空气流体旋转程度和旋转方向的动力参量，在涡度的基础上，考虑水汽的作用，提出能够同时诊断大气动力和热力特征的物理量，即为湿位涡（MPV）。通过对湿位涡进行诊断，能够获得热力、动力属性，以及水汽相变等，从而进一步获取强对流天气过程中的各项大气参量的状态，对强对流天气的发展过程做出预报。

具体实施中，根据激光雷达所测出的风场信息、相当位温以及涡度反演计算出湿位涡，湿位涡的计算公式如下：

其中，为重力加速度，为垂直涡度，为科氏参数（量值等于7.292×10^-5，单位为弧度/秒），为相当位温，为大气压强，为东西风速，为南北风速，为东西方向距离差，为南北方向距离差。

本申请所提供的一种湿位涡测量方法，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块与测风模块，首先通过激光雷达的温湿模块反演得到相当位温，再由激光雷达的测风模块测得风场信息，根据风场信息以及空间点位能够确定涡度，并且通过风场信息、相当位温和涡度反演计算得出湿位涡，利用激光雷达能够同步观测风场信息以及大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量，并能够相结合计算出湿位涡，且该方法能够有效地弥补强对流天气时空探测精度的问题，使用激光雷达也能够节约高空风场探测的布放成本。

上述实施例中利用激光雷达的集成测风观测与温湿观测的功能，通过雷达获取湿度参量与风场信息，从而对湿位涡进行实时反演。在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，图3为本申请另一实施例提供的湿位涡测量方法的流程图；如图3所示，步骤S20、S21、S23、S25、S27、S28以及S31为激光雷达的温湿模块反演计算相当位温的步骤，相对应的获取经由温湿模块反演得到的相当位温包括：激光发射模块1发射激光后，分光系统5对回波信号进行分光，获得子回波信号，根据子回波信号确定相当位温。

具体实施中，如图2所示，激光雷达分别分为温湿模块和测风模块对目标大气进行观测，由于温湿模块和测风模块进行测量的对象不同，激光发射模块1根据温湿模块和测风模块采用不同的波长的激光，分别对信号进行发射和采集。获取经由温湿模块反演得到的相当位温的具体步骤包括：通过发射模块2向目标大气发射激光，望远镜4接收回波信号后，回波信号通过系统内的分光系统5分离出不同波长的信号，分离后的信号再进入到多通道信号接收系统6从而完成温湿模块的信号分离，多通道的信号再进入到集成的信号分析系统10，从而根据相当位温的计算公式，反演计算得出相当位温。其中，多通道信号包括但不限于温度信号与水汽混合比信号。

需要说明的是，本实施例中的温湿模块中的发射模块2与测风模块中的发射模块3并不相同，同样地，温湿模块中的望远镜4与测风模块中的望远镜7也不相同。

需要说明的是，由于本实施例仅仅是对激光雷达中的温湿模块计算得出相当位温的具体过程做了限定，激光雷达的工作过程并未受到影响，本实施例仍然具有上述工作状态，这里不做赘述。

本实施例通过激光雷达的温湿模块对大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量进行观测，并根据所获取得到的湿度参量反演计算得出相当位温以便于后续激光雷达获取到风场信息后，将风场信息与湿度参量信息相结合，计算得出能够观测天气过程的演变的湿位涡。

上述实施例对利用激光雷达的温湿模块获取相当位温做了详细的描述，作为一种优选的实施例，如图3所示，步骤S20、S22、S24、S26、S29以及S30为激光雷达的测风模块反演计算风场信息的步骤，相对应的，本实施例中获取经由测风模块反演得到的风场信息步骤包括：激光发射模块1发射激光，回波系统接收经由激光发射模块发射激光的回波信号后，信号分析系统10对回波信号进行信号转换并计算得出相关风场信息。

在具体实施中，本实施例中的测风模块与激光雷达的温湿模块的工作步骤不同，如图2所示，由发射模块3发射激光，激光首先进入到环形器8中，信号通过环形器8和望远镜7反射将激光发射至目标大气，与温湿模块不同的还包括，经过目标大气散射后的回波信号再通过望远镜7接收回系统，回波信号再次经过环形器8后，进入测风模块的信号接收模块9对平移信号进行处理，最后再汇总至集成的信号分析系统10。可以理解的是，激光雷达的温湿模块和测风模块分别将信号汇总至信号分析系统10之后，就完成了温湿信号和测风信号的分别采集和再汇合，从信号分析系统中出来的信号进去到计算机系统，进行后续参量的反演，如图3中步骤S30、S31、S32以及S33，将激光雷达温湿模块计算得到的相当位温与激光雷达测风模块计算得出的水平风速、风向以及涡度相结合，计算得出湿位涡。

需要说明的是，本实施例中的测风模块中的发射模块3与温湿模块中的发射模块2并不相同，同样地，测风模块中的望远镜7与温湿模块中的望远镜4也不相同。

需要说明的是，由于本实施例仅仅是对激光雷达中的测风模块计算得出风场信息的具体过程做了限定，激光雷达的工作过程并未受到影响，本实施例仍然具有上述工作状态，这里不做赘述。

本实施例利用激光雷达对风场信息进行观测，并将计算得出的风场信息与反演计算得出的涡度和温湿模块获取得到的相当位温相结合，最终反演计算出湿位涡，能够为短时强对流天气过程提供重要参数观测。且通过激光雷达，能将两种采集机制不同的激光模块集成在一个系统中，能够实现多参量的同步观测，降低观测参量单一的局限性，而且，利用激光雷达技术观测大气中的风温湿，能够弥补当前气象观测手段的不足。激光雷达观测大气具有高时空精度的特点，相比较于探空气球，激光雷达对快速变换的短时强对流天气过程的气象场捕获更优，具有更改的灵活性和机动性；相比较于传统气象测风塔，激光雷达对安装点位和环境的要求低，可由太阳能实现供电，针对气象塔固定高度式的风杯风速采集，能够根据观测需求快速调整数据采集的分层，通过软件控制可直接实现快速调节，不需要人为更改风杯的高度，安全性更高；针对于自动气象站对近地面大气要素的采集，多类型激光雷达在采集不同高度的风温湿的同时，也可以通过自身搭载的温湿压传感器，获取近地面的基本大气参量。

上述实施例利用激光雷达实现对大气风温湿的同步观测，获取得到风、湿、温数据信息，且反演得到湿位涡，能够为观测天气提供重要的观测指标。在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，在根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡之后，还包括：将湿位涡分解成正压项和斜压项。

湿位涡能够为强对流天气的发展过程做出预报，根据湿位涡的特性，可以将湿位涡分为正压项（MPV1）和斜压项（MPV2）两个部分分别表征不同的物理特性。正压项（MPV1）来表征大气的对流能量变化，可用于诊断受扰动涡度在大气不同大气层的传播，当MPV1为负值时，表明大气对流不稳定能量增强，能够为对流天气过程提供不稳定能量来源，有利于对流性天气过程的发生和发展；斜压项（MPV2）则代表大气的斜压性和垂直风切变。当MPV2为负值时，代表大气斜压性发展较弱，大气较稳定。这就要求在根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡之后，还需要将湿位涡分解成正压项和斜压项。

在具体实施中，在由反演得到的水平风速和风向、相当位温以及涡度等数据用于计算湿位涡之后，根据下面公式将湿位涡分解成正压项（MPV1）和斜压项（MPV2）。

本实施例通过将计算得出的湿位涡分解成正压项（MPV1）和斜压项（MPV2），从而可以根据MPV1和MPV2的数值表示大气的稳定程度，能够更好地观测天气的发展过程。

在上述实施例中，对于湿位涡测量方法进行了详细描述，本申请还提供湿位涡测量装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。

基于功能的角度，本申请还提供了一种湿位涡测量装置，图4为本申请另一实施例提供的湿位涡测量装置的结构图；如图4所示，该装置包括激光雷达，激光雷达包含温湿模块与测风模块，该装置包括：

第一获取模块110，用于获取经由温湿模块反演得到的相当位温。

第二获取模块111，用于获取经由测风模块反演得到的风场信息。

第一确定模块112，用于根据风场信息确定涡度。

第二确定模块113，用于根据风场信息、相当位温以及涡度确定湿位涡。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请所提供的一种湿位涡测量装置，应用于激光雷达，激光雷达包含温湿模块与测风模块，第一获取模块110首先通过激光雷达的温湿模块测得相当位温，第二获取模块111再通过激光雷达的测风模块测得风场信息，第一确定模块112根据风场信息能够确定涡度，并且第二确定模块113通过风场信息、相当位温和涡度反演计算得出湿位涡，利用激光雷达能够同步观测风场信息以及大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量，并能够相结合计算出湿位涡，且该装置能够有效地避免因强对流天气导致无法探测的问题，使用激光雷达也能够节约高空风场探测的布放成本。

图5为本申请另一实施例提供的湿位涡测量设备的结构图；如图5所示，湿位涡测量设备包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的湿位涡测量方法的步骤。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列 (Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列 (Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器 (CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器 (Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能 (Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的湿位涡测量方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于湿位涡测量方法中涉及到的数据等。

在一些实施例中，湿位涡测量设备还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对湿位涡测量设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的湿位涡测量设备，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：

本申请所提供的湿位涡测量设备包含激光雷达，其中，激光雷达包含温湿模块与测风模块，首先通过激光雷达的温湿模块反演得到相当位温，再由激光雷达的测风模块测得风场信息，根据风场信息能够确定涡度，并且通过风场信息、相当位温和涡度反演计算得出湿位涡，利用激光雷达能够同步观测风场信息以及大气温度、湿度、水汽混合比等湿度参量，并能够相结合计算出湿位涡，且该方法能够有效地弥补因强对流天气导致探测时空精度的问题，使用激光雷达也能够节约高空风场探测的布放成本。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种湿位涡测量方法、装置、设备及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (6)

1.一种湿位涡测量方法，其特征在于，应用于激光雷达，所述激光雷达包含温湿模块、测风模块，该方法包括：

获取经由所述温湿模块反演得到的相当位温；具体包括：控制激光发射模块发射激光；获取经由所述激光发射模块发射激光的回波信号；控制分光系统对所述回波信号进行分离以得到子回波信号；获取所述子回波信号；根据所述子回波信号确定所述相当位温；

获取经由所述测风模块反演得到的风场信息；具体包括：控制所述激光发射模块发射激光至环形器；将经由所述环形器和望远镜反射后的激光发射至目标大气；获取所述经由所述目标大气散射后的回波信号；将所述回波信号通过所述望远镜和所述环形器传输至信号接收模块；控制信号分析系统对所述回波信号进行信号转换；根据经由信号转换后的回波信号确定所述风场信息；

根据所述风场信息确定涡度；

根据所述风场信息、所述相当位温以及所述涡度确定湿位涡。

2.根据权利要求1所述的湿位涡测量方法，其特征在于，在所述根据所述风场信息、所述相当位温以及所述涡度确定湿位涡之后，还包括：

将湿位涡分解成正压项和斜压项。

3.根据权利要求2所述的湿位涡测量方法，其特征在于，所述子回波信号包括温度信号和水汽混合比信号。

4.一种湿位涡测量装置，其特征在于，应用于激光雷达，所述激光雷达包含温湿模块、测风模块，该装置包括：

第一获取模块，用于获取经由所述温湿模块反演得到的相当位温；具体包括：控制激光发射模块发射激光；获取经由所述激光发射模块发射激光的回波信号；控制分光系统对所述回波信号进行分离以得到子回波信号；获取所述子回波信号；根据所述子回波信号确定所述相当位温；

第二获取模块，用于获取经由所述测风模块反演得到的风场信息；具体包括：控制所述激光发射模块发射激光至环形器；将经由所述环形器和望远镜反射后的激光发射至目标大气；获取所述经由所述目标大气散射后的回波信号；将所述回波信号通过所述望远镜和所述环形器传输至信号接收模块；控制信号分析系统对所述回波信号进行信号转换；根据经由信号转换后的回波信号确定所述风场信息；

第一确定模块，用于根据所述风场信息确定涡度；

第二确定模块，用于根据所述风场信息、所述相当位温以及所述涡度确定湿位涡。

5.一种湿位涡测量设备，其特征在于，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的湿位涡测量方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的湿位涡测量方法的步骤。

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