本发明涉及激光雷达的一种多望远镜阵列快速扫描测量激光雷达，尤其涉及一种基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统。
背景技术：
1、大气气溶胶分布及能见度变化是反映大气状态的重要指标。沙尘暴、雾、霾等天气时，大气消光系数较高，能够高精度，高分辨的获取其空间分布及变化信息，对于气象、环保、交通和大气科学研究都有重要作用。激光雷达具有遥感探测能力，可以获取几公里至十几公里范围内的信号，由于激光波长与气溶胶粒子尺度可比拟，相比于波长较长的微波雷达，激光雷达在气溶胶探测方面优势显著，通过扫描测量，激光雷达能够对气溶胶空间分布特征进行识别。
2、但激光雷达发射的激光束发散角小，与之相匹配，望远镜接收视场角也小。因此，单径向测量时获取的视场范围近似于一个圆柱体。同时，受探测原理限制，激光雷达探测需要足够的积分时间来保障信噪比，这就导致扫描测量时，每一周期的扫描时间较长。当气溶胶及雾有快速运动变化时，激光雷达无法及时捕捉变化特征，前后两个周期扫描数据差异较大。如果通过降低积分时间减少扫描时间的方式，会造成雷达信噪比降低，有效探测距离缩短；而通过增加望远镜视场角也会引起背景噪声升高，信噪比降低，最终影响有效探测距离。
技术实现思路
1、为了使激光雷达及时捕捉到大气的变化特征，但又不使激光雷达的信噪比降低，本发明提供一种基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统。
2、本发明采用以下技术方案实现：一种基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，该系统包括：激光模块、光学收发模块、光电探测模块、采集处理及控制模块以及扫描模块；所述激光模块、所述光学收发模块、所述光电探测模块以及所述采集处理及控制模块通过光纤依次连接，所述采集处理及控制模块与所述扫描模块电连接；所述光学收发模块中包含多个望远镜，所述扫描模块中包含一个扫描器；其中所述望远镜被配置为跟随所述扫描器以预设频率旋转；所述采集处理及控制模块基于所述望远镜的第一数量确定所述扫描器所对应的循环扫描范围，并控制所述扫描器按照所述循环扫描范围进行扫描，其中，当所述扫描模块中的扫描器扫描循环扫描范围后，使得多个所述望远镜的扫描视场范围覆盖360度平面内的大气回波信号。
3、作为上述方案的进一步改进，所述扫描器包括转台以及旋转电机，所述望远镜固定设置在所述转台上，所述旋转电机可以驱动所述转台能够360°旋转或者沿所述循环扫描范围旋转。
4、作为上述方案的进一步改进，所述光学望远镜呈等角度间隔阵列式排布。
5、作为上述方案的进一步改进，所述激光模块包括激光器以及分束器，所述激光器与所述分束器的输入端相连接；所述激光器用于发射探测激光，所述分束器用于将所述探测激光均分成若干分束光，所述分束器的分束数量与所述望远镜的数量一致。
6、作为上述方案的进一步改进，所述光学收发模块还包括若干个光纤环形器，所述光纤环形器的输入端与所述分束器的第一输出端通过光纤连接，所述光纤环形器的第一输出端与所述望远镜的输入端通过光纤连接；所述光纤环形器的第一输出端还用于接收由所述望远镜接收到的大气回波信号，所述大气回波信号通过所述光纤环形器的第二输出端输出。
7、作为上述方案的进一步改进，所述光电探测模块中包含若干个探测器，每一所述探测器的输入端与所述光纤环形器的第二输出端通过光纤相连接；其中，所述探测器用于将所述望远镜接收的大气回波信号转换成电信号。
8、作为上述方案的进一步改进，所述采集处理及控制模块包括多通道采集卡和处理器；所述多通道采集通道卡的分别与各个所述探测器电连接，所述多通道采集通道卡还与所述处理器电连接；所述多通道采集通道卡采集各个所述探测器发送的电信号，并所述电信号转化为光子数信号发送至处理器，所述处理器基于所述光子数信号，反演出探测区域内的能见度值及分布信息。
9、作为上述方案的进一步改进，所述系统中还包括数据传输模块，所述数据传输模块与所述处理器电连接，其用于将所述探测区域内的能见度值及分布信息发送至目标终端。
10、本发明的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统具有以下有益效果：
11、本申请中激光模块、光学收发模块、光电探测模块以及采集处理及控制模块通过光纤依次连接，采集处理及控制模块与扫描模块电连接；光学收发模块中包含多个望远镜，所述扫描模块中包含一个扫描器，其中望远镜被配置为跟随该扫描器以预设频率旋转，采集处理及控制模块基于望远镜的第一数量确定扫描器所对应的循环扫描范围，并控制扫描器按照循环扫描范围进行扫描，其中，当扫描模块中的扫描器扫描循环扫描范围后，使得多个望远镜的扫描视场范围覆盖360度平面内的大气回波信号；通过在光学收发模块中设置多个望远镜，每一望远镜在与其相对应的循环扫描范围内同时进行扫描，减小了光学收发模块获取测量系统周围360度范围内的大气回波信号的周期，当气溶胶及雾有快速运动变化时，可以及时捕捉大气中气溶胶的变化特征，从而提高激光雷达大气能见度的测量精度。
1.一种基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述系统包括：激光模块、光学收发模块、光电探测模块、采集处理及控制模块以及扫描模块；所述激光模块、所述光学收发模块、所述光电探测模块以及所述采集处理及控制模块通过光纤依次连接，所述采集处理及控制模块与所述扫描模块电连接；
2.如权利要求1所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述扫描器包括转台以及旋转电机，所述望远镜固定设置在所述转台上，所述旋转电机可以驱动所述转台能够360°旋转或者沿所述循环扫描范围旋转。
3.如权利要求1所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述光学望远镜呈等角度间隔阵列式排布。
4.如权利要求1所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述激光模块包括激光器以及分束器，所述激光器与所述分束器的输入端相连接；所述激光器用于发射探测激光，所述分束器用于将所述探测激光均分成若干分束光，所述分束器的分束数量与所述望远镜的数量一致。
5.如权利要求4所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述光学收发模块还包括若干个光纤环形器，每一所述望远镜配置有相对应光纤环形器，所述光纤环形器的输入端与所述分束器的第一输出端通过光纤连接，所述光纤环形器的第一输出端与所述望远镜的输入端通过光纤连接；
6.如权利要求5所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述光电探测模块中包含若干个探测器，每一所述探测器的输入端与所述光纤环形器的第二输出端通过光纤相连接；其中，所述探测器用于将所述望远镜接收的大气回波信号转换成电信号。
7.如权利要求6所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述采集处理及控制模块包括多通道采集卡和处理器；所述多通道采集通道卡的分别与各个所述探测器电连接，所述多通道采集通道卡还与所述处理器电连接；
8.如权利要求1所述的基于激光雷达的多望远镜阵列快速扫描测量系统，其特征在于，所述系统中还包括数据传输模块，所述数据传输模块与所述处理器电连接，其用于将所述探测区域内的能见度值及分布信息发送至目标终端。
