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拉曼氣溶膠激光雷達基本原理

以激光為光源，通過探測激光與大氣相互作用的光波信號來遙感大氣．光波與大氣中介質相互作用，產生包含氣體分子和氣溶膠粒子有關信息的輻射信號，利用適當的反演方法就可以從中得到關于氣體分子和氣溶膠粒子的相關信息．利用彈性散射信號確定顆粒物消光系數的方法無法改變這樣的事實：根據雷達信號來同時確定氣溶膠消光系數和后向散射系數這兩個未知的物理量．系統主要分為三個部分：光學發射與接收光學系統、光電探測組件中的電子學系統(包括激光器電源、信號放大、采集和控制單元)以及信號存儲與數據處理系統．

應用：目前主要應用與大氣溫度測量以及大氣污染測監測，北京奧運會期間曾經利用這項技術進行了大氣能見度以及污染顆粒的檢測。

拉曼氣溶膠激光雷達

激光雷達，是一種可以安裝在不同遙感平臺上的激光探測、測距和定位系統。它集激光測距、慣性測量、定位等技術于一體，通過記錄單個激光信號從發射到接收被地物反射的能量所歷經的時間，并根據信號發出瞬間由定位定姿系統測定的激光掃描系統的位置和姿態，可以計算出地物目標的三維坐標，并繪制地形圖。

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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。