高龙，郑伟，安超，陶宇亮，杜国军

（中国空间技术研究院 北京空间机电研究所，北京 100194）

引言

风、湿、温、压是数值气象模型的四大基础数据[1-4]，目前最缺乏的是高精度的中低空风场数据。风场数据在数值气象预报、航空安全与飞机起降保障、风电效率提升与风场选址等领域具有重要的价值[5]。传统的风场测量手段在时空分辨率、测量范围、精度等方面都不能同时满足需求。基于激光雷达技术的测量手段主要有相干激光测风雷达、非相干激光测风雷达、混合探测体制的激光测风雷达、自协方差体制的激光测风雷达、超导纳米线频率下转换的相干激光测风雷达等。其中，混合探测体制主要用于中高空风场测量，其系统体积大，不易部署，并且在中低空风场测量方面优势不明显。自协方差体制的激光测风雷达主要利用355 nm、532 nm 波长[6]，采用MZ 干涉仪作为风场鉴频器，该方式不受气溶胶和大气分子浓度的限制，同时可降低对激光频率稳定度的要求，但这种探测方式的激光雷达系统复杂，技术成熟度低。另外，2019 年中科大完成的1 550 nm 单光子频率上转换激光测风雷达[7-8]，可实现更高灵敏度的信号测量，其获取的风场时空分辨率较传统模式提高了1 个数量级，具有较大的应用价值，以上技术手段都为中低空风场测量提供了不同的技术手段。另外，国内外市场上也出现了多种相干激光测风雷达产品，其中，国外产品主要以美国windtracer、法国Windcube、英国ZephIR 等为主，国内主要以敏视达、南京牧镭、科工二院23 所等单位的为主。……