針對探測對象和探測方法進行了理論分析、數據仿真和試驗研究。

首先，從環境特點出發進行了探測體制的分析和激光雷達波段的選取，確定了相干探測體制；然后，研究了對飛機造成較大影響的幾種危害風場的分類，建立了風場的物理模型，并進行了數學仿真；最后，對外差探測方式進行了細致的研究，從提高外差探測系統信噪比的角度探測對比試驗，得到試驗結果與理論分析相一致。

激光多普勒測速原理   

      空氣中包含有大量的氣溶膠粒子和大氣分子團，它們對空間傳播的激光起到吸收和散射的作用。當后向散射的信號光有足夠的散射能量被探測系統接收到時，根據多普勒原理，后向散射信號相對于發射信號的頻率變化正比于探測目標在光束方向上的運動速度。

       因此，只要測量出后向散射信號的頻移就可以計算回波光束徑向上的風速。按照一定的方式掃描某個范圍的空域，利用得到的所有風速數據，經過風場反演可以計算出整個風場的風矢量分布，

海洋風場仿真分析    

      利用計算流體力學（CFD）原理建立低空風切變模型，從風場的結構出發，把風切變場看作是不考慮溫度變化、無粘、無旋、不可壓的理想位流場，通過迭代計算得到理想風場演進形成的動態過程。計算域的幾何模型如圖1，合理的劃分計算域內網格，離散后的計算模型如圖2.

圖1 計算域與船體模型

圖2 離散后的計算模型

       順逆風切變是指在迎風方向的物體在航跡方向上順風風力的突然加大和逆風風力的突然減小這種突兀的變化會導致飛機升力的突然減小甚至失去升力，在低空中這種風切變對對氣流有嚴重依賴的飛機來說是致命的。得到的計算區域內風速分布云圖如圖3.

      側風切變是指物體側面方向風的水平突變，從時間軸向展開意味著物體在運動的過程中經歷了側面水平風風速的突變。

      選用全波長模型作為對測風切變風場進行模擬的數學模型

       對側風切變的仿真結果如下圖所示：

      截取一個水平切面來觀察仿真結果，如圖2所示。第一副圖為切面上的速度矢量分布圖，第二幅為切面上的速度分布云圖，從兩幅圖中可以看出風速的變化與最初設置的全波長模型風速變化是一致的，在水平方向上隨著距離y的增加風速的變化趨勢是先增大到最大而后減小的。在整個計算區域內的各個水平切面上其變化趨勢是符合全波長模型的，以y軸做時間軸，運動的物體感受到的不斷發生變化的側面風場。 

圖2 速度矢量圖和速度云圖

低空激流仿真    

     低空急流是發生在距離地面1000—4000米的低空大氣中發生的一種氣流突變現象。它是一個準管狀的狹長的強風帶，在強風帶的中心風速最大，在強風帶中心的上下和兩側具有一定強度的風切變。

      模擬低空急流的管狀狹長風帶，可以選用指數模型與自由射流模型疊加，其風場模型為： 

圖3 疊加的低空急流風場模型

       對低空急流風場的仿真結果如圖4所示，選取其豎直剖面來進行觀察

      觀察建立的低空急流風場模型，可以發現在整個計算區域內z軸方向上風速在按照指數變化的趨勢上600到1000米處出現了一個風速的突變，最大速度出現在800米處。 

風場與艦船的相互作用    

     根據上述建立的模擬風場和湍流模型，加入結構較為簡單的艦船模型，艦船表面設置一定的建筑物，將艦船模型加入風場中，可以模型出模型與艦船相互作用產生的不同的渦旋場。

     圖5為側視圖，風場入口為圖片左側，在以正弦變化的風速中可以明顯觀察到風場渦旋的形成過程，我們取了某一時刻的圖片觀察，可以明顯觀察到在起降甲板上生成的明顯的渦旋，在一定尺度內渦旋的上部對甲板的物體來說是逆風，下部是順風；艦船的尾部同樣產生大量渦旋，由于建筑的阻擋作用，當風與建筑有一定相對速度時會形成氣壓差，從圖中可以直觀的看到瞬指針變化的渦旋。

圖5 艦船模型導致側逆風局部風場變化（側視圖）

      圖6為俯視圖，可以看到在艦船的影響下順逆風場發生了較大變化，尤其是甲板局部風場以及艦船尾流包含大量渦旋，不同的艦船模型對風場的變化影響不同，通過利用簡單的船體模型進行研究可以定性的分析風場的變化.

      艦船的局部風場對飛機的起降存在巨大的影響，順逆風風場的形成會影響飛機起降時的升力的變化，尺度較大的渦旋會引起飛機的振蕩，增加飛行員的操作難度，通過對順逆風風場的觀察，艦船頭部風場的順逆變化，以及尾部形成的大量渦旋都需要進行雷達觀測。