云高儀依托激光米散射探測原理，通過發射激光脈沖向大氣傳輸，接收云層與氣溶膠的后向散射信號，經系統運算反演得出消光系數，精準判定云層分布與云底高度。可探測 15 公里以下低空范圍內云霧、塵埃等大氣粒子，信號接收表現穩定。設備結構緊湊、運行值守化程度高，可長期連續自動監測。廣泛適用于機場航空氣象、地面氣象臺站、移動監測車輛及海上觀測場景，為云底高度、積分云量等氣象要素觀測提供可靠的自動化監測數據支撐。
一、產品概述
云高儀利用大氣中氣溶膠粒子對激光的米散射效應，探測15km以下低空大氣中的塵埃、云霧等氣溶膠粒子，為米散射激光雷達。與其它散射機制相比，米散射具有較大的散射面積，回波信號較大;大氣氣溶膠粒子大多處在較低的高度上，使之易于探測。其主要應用于機場、艦船、移動測量車及氣象臺站等對云底高、積分云量的測量。
二、工作原理
激光云高儀根據激光測距原理，發射器發射周期性的激光脈沖到大氣中，接收器接收云層和大氣的后向散射信號，處理器對接收信號進行處理，經反演運算，得到各高度大氣的消光系數，從而判斷云層并計算云底高度值。
三、設備組成
激光云高儀是以光電技術為核心的探測大氣的智能感知設備，由探測組件、光電轉換、數據采集和處理、邏輯控制、數據存儲、終端軟件、外殼組件等組成。原理組成見圖2。
探測組件：由框架、發射分組件和接收分組件組成。框架提供支撐;發射分組件實現激光的發射;接收分組件接收回波信號并經光電轉換將回波信號轉化為電信號;
數據采集和處理：由電路處理板在嵌入軟件控制下采集回波信號、進行數據處理、反演得到云高等信息;
邏輯控制：由電路處理板結合嵌入軟件完成時序邏輯控制，控制激光器、數據采集、信息傳輸等按照時序要求周期性工作;
數據存儲：由電路處理板結合嵌入軟件周期性按照預定方式儲存歷史數據;
外殼組件：為設備其他組件提供支撐和保護;
吹窗組件：由風扇和PTC加熱器件組成，完成防止窗口玻璃結露。上電即工作，持續吹熱風;
終端軟件：安裝在外部終端計算機中，通過RS485/RJ45接口與電路處理板實時通訊，主要完成命令和狀態檢測、數據解析、數據存儲、數據查詢、界面顯示等。
激光云高儀原理組成框圖如下：
四、技術指標
4.1主要功能
設備主要功能如下：
a)能夠測量顯示云底高度、云層厚度、大氣邊界層高度、天空模糊時輸出垂直能見度;
b)多層云測量功能：可測5層云，并測得每層云的云底高度、云厚及積分云量;
c)自檢功能：設備可自動檢測其內部主要部件的運行狀態或運行參數;
d)參數設置和掉電保護功能：能夠通過外部終端軟件進行參數設置，同時掉電后所設置的參數仍然能夠保存;
e)數據格式：符合《地面觀測氣象數據字典》中云高儀部分數據格式;
f)設備具備自清潔、自加熱等自動控制功能;
g)具有存儲3個月歷史數據功能。
4.2性能指標
a)云高測量范圍：15～15000m;
b)云高最小分辨力：5m;
c)可探測云層數：≥5層;
d)固定目標物距離測量誤差：≤5m。
4.3物理特性
a)外形尺寸(長×寬×高)：≤320*330*480mm;
b)重量：≤20kg。
4.4電氣性能
a)供電：AC220V(1±15%)、50Hz±2.5Hz;
b)功耗：≤100W。
4.5數據傳輸
a)接口類型:RJ45和RS485可選;
b)波特率:9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps可設;
c)數據更新周期:20s～120s連續可設。
4.6環境適應性
a)IP65防護等級
b)工作溫濕度
1)環境溫度：-45C～50C;
2)相對濕度：5%～100%。
c)貯存溫濕度
1)環境溫度：-55～60C;
2)相對濕度：5%～100%。
五、安裝注意事項
a)設備安裝應選擇開闊場地，周邊無明顯遮擋物;
b)為避免陽光直射造成窗口光學系統污染，應按照如下原則安裝設備：設備安裝在北半球，窗口指北，設備安裝在南半球，窗口指南;
c)按照設備尺寸制作合適的地基，建議尺寸不小于800*800mm。
