改进的差分光柱像运动激光雷达的湍流廓线反演方法

阐述了差分光柱像运动激光雷达探测大气湍流廓线的基本原理，针对雷达现有Levenberg-Marquardt反演算法对高空湍流反演误差大的问题，提出了带不等式路径约束的反演新模型，并采用惩罚函数法处理该模型，通过增加高空湍流信息量，避免了非物理意义的反演解；同时为了减弱现有算法对初值和先验知识的依赖，进一步提出了基于遗传算法的初值寻优策略，能够将现有算法的初值定位在全局空间内。利用改进算法和现有算法数值仿真了典型的大气湍流廓线，并对合肥地区实测激光雷达数据进行了分析。结果表明，改进算法增强了迭代过程的全局搜索能力，对测量误差有较强的稳健性，能够有效提高反演精度和高空湍流的准确性，同时也加快了收敛速度。