激光雷达云高仪是一种利用激光探测与测距技术实时监测云层高度、垂直能见度、气溶胶分布等大气参数的光学遥感设备，广泛应用于气象观测、航空气象、环境监测和气候研究等领域。激光雷达云高仪通过发射激光脉冲并接收大气中云层、气溶胶粒子的后向散射信号，结合时间差计算距离，实现对云底高度的连续、自动监测。整机由多个精密部件协同工作，各具不同功能与技术优势。
1、激光发射系统
作为探测核心，激光发射系统通常采用半导体泵浦固体激光器或光纤激光器，发射波长多为905nm或1064nm近红外光。该波段对人眼相对安全，且在大气中穿透力强。激光以短脉冲形式（纳秒级）发射，具备高方向性与高能量密度，确保远距离探测的信噪比。
2、光学收发系统
由发射望远镜和接收望远镜组成。发射望远镜将激光束准直并投射至大气中；接收望远镜（通常为卡塞格林式）负责收集微弱的后向散射光信号。系统配备高透过率光学镀膜和窄带滤光片，有效滤除太阳背景光干扰，提升探测灵敏度。
3、光电探测器
接收的散射光由雪崩光电二极管（APD）或光电倍增管（PMT）转换为电信号。APD具有高增益、低噪声、响应速度快的特点，适用于白天和夜间连续工作，是现代的主流选择。
4、信号处理与数据采集系统
核心为高速数据采集卡和嵌入式处理器，负责对微弱电信号进行放大、滤波、数字化和累加平均处理。通过飞行时间法（Time-of-Flight）计算激光脉冲从发射到返回的时间，结合光速精确计算云层距离。系统可同时识别多层云（如双层或三层云），并输出云底高度、垂直能见度等参数。
5、控制与通信模块
内置嵌入式控制系统，实现设备自动启停、参数设置、故障诊断和数据存储。支持RS232/485、以太网或4G通信接口，可将实时数据上传至气象站或数据中心，支持MODBUS、WMO等标准协议。
6、全天候防护系统
设备配备自动温控加热器和压缩空气吹扫装置，防止镜头在雨、雪、霜、雾天气下结露或积尘。部分型号集成雨量传感器，自动触发防护机制，确保恶劣环境下持续运行。
7、电源与供电系统
支持AC220V或DC12/24V供电，部分野外站点设备配备太阳能供电系统，适应偏远地区长期无人值守运行。
8、数据处理与显示软件
配套上位机软件可实时显示云高变化曲线、散射信号强度图、时间-高度-强度（THI）图谱，支持数据导出、报警设置和远程监控。
9、机械结构与安装平台
采用全密闭、防尘防水（IP65以上）设计，适应-40℃～+60℃宽温环境。可安装于地面观测站、机场跑道旁或移动平台。
更新时间：2025-09-01 
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