提出了一种基于激光脉冲距离权重函数的湍流风场速度估计的方法, 可以解决多普勒信息探测晴空湍流风场中精细化的风速测量问题。算法以划分的距离门为单位对速度值进行空间平均, 将各距离单元速度与激光脉冲距离权重函数进行卷积运算得到风速的局部估计值。并考虑高斯激光脉冲在湍流风场中的有效空间展宽传输特性, 根据直接选取距离门中心位置的速度估计方法和快速的线性平均近似方法的处理过程, 引入激光脉冲的传输特性来表达湍流径向风速的统计平均值, 以实现湍流风速的测量以及激光雷达在探测湍流上的应用。实验结果表明, 在有明显湍流条件的风场环境中, 脉冲距离权重方法比线性平均方法在保留真实风场属性的前提下具有相对更小的速度标准差, 显示出较好的风速修正效果, 提高了激光雷达对湍流风场的测速性能。

角度散斑相关是一种不受表面粗糙度轮廓的间距特性影响的粗糙度幅度参量测量方法, 它的数学模型通常建立在集平均的基础上。通过模拟计算随机粗糙表面的远场散斑场, 以散斑图面上的空间平均代替常规的集平均来计算角度散斑相关系数, 并应用集平均的数学模型反演粗糙度参量。结果证实了这种空间平均角度散斑相关粗糙度测量方法的有效性, 在同一表面只需对少数个区域进行测量并对测得的粗糙度参量取平均, 即可获得足够的测量精度。对于Rq大于2.0 μm的表面, 测量相对误差小于15%。根据最佳测量条件, 该方法适用于大粗糙度表面。

基于相移干涉计量的基本原理,提出用相移ESPI光场的空间平均方法计算相位,不仅可实现相移干涉计量中相移器的同光路自动标定,而且还可以得到测量光场及所用相移器的计量特性.最后,将该标定方法所得相位值与等间距条纹相位标定值进行了比较,得到两者相对误差在可用电压区域内小于3%.