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發布時間:2021-03-20 17:52  






拉曼氣溶膠激光雷達
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基于Fernald法研究了激光雷達比設定值與激光雷達有效探測范圍內氣溶膠光學厚度之間的函數關系。針對函數的連續性,提出了以光學厚度為收斂判據,采用二分法反演低層氣溶膠激光雷達比的新方法。2014年7月下旬,利用太陽光度計和西安理工大學自主研發的拉曼-米氏激光雷達對西安局部地區大氣進行了實驗觀測,并利用所提出的方法進行了數據反演。實驗結果表明,西安局部地區氣溶膠激光雷達比在觀測期間比較平穩,基本為44或45。降雨當天,受大氣濕度影響,激光雷達比值較大為51。利用激光雷達米氏散射回波信號和太陽光度計探測數據,提出了采用迭代反演算法開展氣溶膠激光雷達比精細反演新方法,對研究氣溶膠光學特性的精細反演算法具有重要的意義。
拉曼氣溶膠激光雷達歷史
自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝張像片以來,利用像片制作像片平面圖(X、Y)技術一直沿用至今。到了1901年荷蘭人Fourcade發明了攝影測量的立體觀測技術,使得從二維像片可以獲取地面三維數據(X、Y、Z)成為可能。一百年以來,立體攝影測量仍然是獲取地面三維數據準確和可靠的技術,是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術。

什么是拉曼激光雷達?
首先明白一下激光雷達,激光雷達是以激光為光源,通過探測激光與被探測無相互作用的光波信號來遙感測量的.使用振動拉曼技術進行測量的激光雷達技術即為拉曼激光雷達,主要用于大氣遙感測量。拉曼激光雷達屬于遙感技術的一種。
激光雷達作為一種主動遙感探測技術和工具已有近50 年的歷史,目前廣泛用于地球科學和氣象學、物理學和天文學、生物學與生態保持、軍事等領域。其中,傳統意義上的激光雷達主要用于陸地植被監測、激光大氣傳輸、精細氣象探測、全球氣候預測、海洋環境監測等。隨著激光器技術、精細分光技術、光電檢測技術和計算機控制技術的飛速發展,激光雷達在遙感探測的高度、空間分辨率、時間上的連續監測和測量精度等方面具有獨到的優勢。
激光雷達探測原理
光波的物理量可由強度、波長(頻率)、相位、偏振態及指向性等來表示。光與物質相互作用主要表現為吸收及散射現象,按作用機理可以分為氣溶膠等顆粒物引起的米氏散射,大氣分子及原子等引起的瑞利散射、拉曼散射、熒光及共振散射和吸收等現象。通過對各種散射機理及效果進行分析,可以探測物質的物理及化學信息。大氣探測激光雷達工作原理與微波雷達相似。一般采用脈沖激光器作為發射源,向大氣中發射一束具有高指向性、高能量的窄脈沖寬度的激光束,通過望遠鏡收集大氣中物質產生的后向散射光,并對散射光進行光譜分析,剔除雜散光信號,經光電轉換后獲得電信號,由計算機進行數據采集、信號分析及數據反演即可得到所需大氣參數或信息。