[0001] 本发明一般涉及雷达技术领域，具体涉及一种气溶胶激光雷达维护维修测试平台。

[0002] 随着我国经济社会的快速发展，大气污染等灾害频发，激光雷达能够利用大气分子和气溶胶对激光的散热来测量大气特性，在气溶胶光学特性、温湿度和风场探测方面具有其他探测手段无法比拟的优势，成为多种大气参数非降水条件下探测的重要遥感设备之一。近年来，激光技术的快速发展，激光雷达探测技术逐步成熟，在气象探测业务中的应用越来越广泛，但是激光雷达作为一种高精度的遥感探测设备，其最终产品的质量在很大程度上取决于仪器的性能、操作员的技能以及数据处理程序。

[0003] 因此需要定期对雷达系统进行软硬件测试和维护，才能保证雷达的探测数据准确，同时实用高标准的质控和产品反演算法，对观测产品进行反演和质控，才能保证产品能够满足气象监测和预报部分的需求，使激光雷达观测网在生态文明建设中发挥重要作用。

[0004] 由于激光雷达属于新型设备，尚未进行业务运行，2016年前，激光雷达的数据一致性无法定量应用，维护和维修基本靠厂家支持，国家级和台站级尚未健全维修能力，国内市场缺乏专业集成的激光雷达维修检修平台。

[0028] 下面，结合附图对本发明的优选实施例(或实施方式)进行详细说明。

[0029] 本发明提供了一种气溶胶激光雷达维护维修测试平台，该平台包括了主控计算模块1、信号中枢模块2、测试设备模块3、显示模块4、电源模块5、控制中枢模块6，并且其主控计算模块1中还配置了测试数据库11、发射分系统测试程序集12、接收分系统测试程序集13、电子学分系统测试程序集14，配合测试设备模块3共同使用，实现了对雷达发射分系统、接收分系统、电子学系统的标定、质控、反演、测试、维护维修等保障工作。

[0030] 下面参考图1‑图6来描述本发明的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台。

[0031] 图1示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台的整体结构示意图。参考图1所示，本实施例提供的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台包括主控计算模块1，耦合在主控计算模块1上信号中枢模块2，耦合在主控计算模块1上的显示模块4，以及耦合在信号中枢模块2上的测试设备模块3。其中主控计算模块1通过信号中枢模块2将设备模块将多个设备实现了与主控计算模块1的相连，便于主控计算模块1对测试设备模块3的控制及数据的调用，而且主控计算模块1中还配置有测试数据库11、发射分系统测试程序集12、接收分系统测试程序集13、电子学分系统测试程序集14，在硬件和软件的相互配合下，实现对雷达中发射分系统、接收分系统、电子学分系统的标定、质控、反演、测试、维护维修等保障工作。

[0032] 其中，显示模块4不但可实现测试设备模块3采集数据的显示、还可以进行数据管理、信息查询、用户管理、系统日志、以及标定、质控、测试过程中的诸多程序化的显示功能如故障数据，故障原因，排障方法进行显示，从而大大提高了信息显示的直观性，以及工作人员使用的易用性。

[0033] 而测试设备模块3由诸多设备构成，其中包括：示波器、光谱分析仪、任意波形发生器、波长计、信号发生器、数字万用表、光电探测器、波前传感器、光束质量分析仪、偏振测量仪、激光功率/能量计、探测器等。诸多设备使用时均连接在所述信号中枢模块2上，并由主控计算模块1配合软件：测试数据库11、发射分系统测试程序集12、接收分系统测试程序集13、电子学分系统测试程序集14，进行统一调用。

[0034] 图2示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台的平台结构示意图。参考图2所示，由于该平台集成了多种模块，为了提高对雷达维护检修测试过程中的易用性，该平台包括机柜71，以及可拆卸连接在机柜71一侧的多个抽屉72，所述控制计算模块、显示模块4、测试设备模块3均固定在单一抽屉72中，不但整体上减少了该平台的空间占用，可拆卸的模块化设置，也便于对模块进行扩展和拆卸，大大提高了平台使用过程中的便利性。机柜71的底部四角处还固定有多个万向轮，从而也提升了平台转移的便利性。由于该平台具有高度扩展性，机柜71也可以设置多个，并通过线路相互连接，从而保障功能扩展的同时，也保障了平台整体的易用性。

[0035] 该平台内还配置有电源模块5，所述控制计算模块、显示模块4、测试设备模块3均与电源模块5相互电连接，从而保障平台正常的使用。而且该机柜71还可拆卸连接有一与电源模块5电连接的控制中枢模块6，其上不但配置有电源总控制开关，还根据机柜71的数量配置有分路控制开关。为了提高平台的安全性，该控制中枢模块6还配置有紧急断电开关，以保障该平台使用过程中的安全性。

[0036] 图3示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台中针对发射分系统测试原理示意图。参考图3所示，激光发射分系统主要包含激光器、扩束器和反射镜组等，该分系统的主要参数有发射激光波长、发射激光光谱、发射激光功率、脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重频、激光偏振度、激光光束质量、形状及发散角、激光稳定性和激光扩束器的质量性能等，发射分系统测试主要针对以上主要组件的性能和参数进行测试，监测发射分系统的工作状态，结合测试报告对其性能进行评估。

[0037] 发射分系统测试主要用到测试设备模块3中的光谱分析仪、波长计、功率/能量计、偏振测量仪、光束分析仪、探测器和示波器等。根据激光雷达发射系统的测试参数选择对应的测试设备，由控制计算模块通过信号中枢模块2控制测试设备中相应的测试设备，并运行发射分系统测试程序集12，调用测试设备模块3对应设备的相应功能，并将测试过程中的数据在显示模块4中进行显示，同时生成测试报告，以便用户进行系统工作进行评估，其中该平台还设置有与信号中枢模块2相互连接的打印机，以便对生成的测试报告进行随时打印，便于测试结果进行留档收藏。而且测试过程中，测试设备模块3可通过待测激光雷达发射分系统中标定的阈值进行判断零部件是否符合标准，也可以根据所述控制计算模块中配置的测试数据库11进行比对，从而确定故障，从而保障雷达维护检修测试过程中的准确性。

[0038] 图4示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台中针对接收分系统测试原理示意图。参考图4所示，气溶胶激光雷达光学接收分系统主要由接收望远镜、分束镜、干涉滤光片、光电倍增管等组成。测试设备模块3主要用于对气溶胶激光雷达接收部分组件的性能指标、工作状态进行测试和评估。

[0039] 主控计算模块1通过测试设备模块3中的示波器、偏振测量仪、光谱分析仪、以及发射光源信号的激光器和平行光管，由主控计算模块1中的可编程控制器提供接收分系统的工作状态控制信号，平行光管、激光器产生光测试信号，经过调制后进入要测试的分器件，包括望远镜和在光学暗箱内的分光片、干涉滤光片、偏振片、雪崩二极管、光电倍增管等；接收器件的输出信号经过偏振测量仪、光谱分析仪、示波器进行相关参数测试，而测试结果经由主控计算模块1监控，并配合接收分系统测试程序集13的诊断结果进行故障诊断、出具诊断报告。

[0040] 电子学分系统中主要包括放大和滤波测试模块以及采集卡测试模块。

[0041] 图5示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台中针对放大和滤波测试模块测试原理示意图。参考图5所示，激光雷达的回拨光信号经过光电探测器探测之后得到电流信号，但由于信号非常小，一般需要再接一个放大和滤波模块，该模块的性能直接影响到激光雷达探测信号的好坏，该模块特性可通过信号发生器和示波器进行测试。将信号发生器、放大和滤波模块一次连接，信号发生器输出电信号经过放大和滤波模块之后，即可使用示波器进行数据采集，并配合主控计算模块1的分析，测试放大和滤波模块的增益和滤波特性，并根据阈值或测试数据库11的配合，判断该模块是否符合标准。

[0042] 图6示出了本发明的实施例的一种气溶胶激光雷达维护检修测试平台中针对采集卡测试模块测试原理示意图。参考图6所示，激光雷达中，数据采集卡是电子学系统中最重要的元件之一，它负责将模拟信号转换成数字信号并进行计数采集，对于其信号响应的测试是激光雷达调式维护的重要步骤。利用信号发生器产生激光雷达模拟的回波信号，并利用示波器的数据采集实现采集卡模块的测试并配合主控计算模块1的分析，完成对采集卡的测试。

[0043] 该平台测试完毕后，所述主控计算模块1内部还记录有所述测试设备模块(3)的型号、编号数据；也可将测试数据录入文档以供调用或共享，以便于复查实验误差是由设备本身问题造成，或者是测试设备模块3造成，大大提高了以后核对工作的工作效率。

[0044] 在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0045] 以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。