针对双弹丸同时着靶情况下的立靶坐标测量问题，提出一种圆形阵列光电探测系统的双目标识别方法。采用光电探测器件组成1个圆形的探测阵列，并将3个发光角度均为60°的扇形一字线激光器均匀设置于圆形探测阵列上组成探测光幕。当2发弹丸同时穿过探测光幕时，会在圆形探测阵列上产生6个弹丸投影，通过信号处理电路识别6个弹丸投影的中心位置，最后通过系统弹丸着靶坐标测量公式计算得到2发弹丸的着靶坐标。在对系统测量原理进行论述的基础上，建立了系统的弹丸着靶坐标测量模型，并对坐标测量误差进行了分析和仿真。仿真结果显示，系统在测量靶面为1 m×1 m时的X坐标测量误差标准差最大为2.7 mm，Y坐标测量误差标准差最大为0.6 mm。实验结果表明，系统在测量靶面为1 m×1 m时的X坐标测量误差标准差为2.22 mm，Y坐标测量误差标准差为1.98 mm。因此，该文所提出的系统可以有效测量弹径4.5 mm及其以上的双弹丸着靶坐标。

多普勒测风激光雷达是大气风场探测的重要手段之一。 通过检测风速导致的大气后向散射谱的多普勒频移从而实现风速的探测。 由于受鉴频器本身特性的影响, 高灵敏度与大动态范围的探测一直是大气风场探测的难点。 提出采用双光纤Mach-Zehnder干涉仪(FMZI)作为多普勒激光雷达的鉴频器件, 设计两路不同动态范围及风速探测灵敏度的FMZI鉴频器同时对大气回波信号进行鉴频。 采用小光程差（13.7 cm）、 大动态范围（±100 m·s-1）鉴频光路FMZI-2对风速区间进行定位, 大光程差（74.8 cm）、 高探测灵敏度（2.62%/(m·s-1)）的鉴频光路FMZI-1进行风速精细探测, 从而实现大动态范围高灵敏度的风场探测。 利用标准大气模型对不同参数条件下的系统灵敏度、 系统探测的信噪比及风速误差进行仿真分析。 结果表明, 该系统可以实现±100 m·s-1大动态范围内风速误差小于1 m·s-1的大气风场探测, 为大动态范围高灵敏度测风激光雷达的发展进行了有益的探索。

基于光纤Mach-Zehnder干涉仪双边缘检测技术, 提出并设计了一套全光纤非相干测风激光雷达系统, 对多普勒频移的提取和风速反演算法进行了理论分析, 针对大气分子散射信号的特点, 对光纤Mach-Zehnder鉴频系统进行了优化设计.应用美国标准大气模型, 对系统的灵敏度、信噪比以及测量误差进行了数值仿真.仿真结果表明, 对532 nm波长的地基分子散射测风激光雷达, 当垂直距离分辨率为300 m, 进行1 000次激光脉冲累计平均后, 得到径向探测距离达到20 km, 径向风速在±100 m/s的范围内时, 径向风速误差小于1.4 m/s, 说明此系统可以进行远距离大尺度风速的测量, 为新型小型化测风激光雷达的开发及研制提供了一种可行的技术方案.

Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差，不易于调节的缺点，提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上，利用光学设计软件对其鉴频系统结构进行了参量优化设计和系统仿真.通过设定实验参量并进行光线追迹模拟仿真实验结果，应用反演理论获得了风速值.利用多普勒频移公式计算获得理论风速并与仿真结果进行了对比，结果表明反演仿真风速与理论风速值基本吻合，标准差为0.46 m/s.此新型双通道M-Z干涉仪可以作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中，在光路的调节及提高系统稳定性上具有优势.

多普勒激光雷达在大气风场探测中已经得到广泛应用。相比于Fabry-Perot(F-P)干涉仪、 Fizeau干涉仪, Mach-Zehnder (M-Z)干涉仪作为鉴频器具有透过率高、探测谱的范围宽、能进行视场展宽而获得大光通量、 所成直条纹可以与CCD匹配等优点,同时也可以实现大的风速探测范围,弥补现有直接探测多普勒测风激光雷 达探测范围较小,探测灵敏度的非线性问题。分析了基于M-Z干涉仪条纹成像技术的激光雷达大气风场探测 原理,对干涉仪鉴频系统进行了参数优化设计及仿真分析,通过设定实验参数,获得仿真结果,进行数据反演, 得到风速值与理论结果基本一致。