一种海水温度测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海水温度测量方法及系统，涉及海洋温度遥感技术领域。本方法包括以下步骤：将激光分为相干的本振光和探测光，并将探测光聚焦到指定深度水域；从指定深度水域接收后向瑞利布里渊散射光；对后向瑞利布里渊散射光与本振光进行混频并通过光电转换后输出中频信号；从中频信号中提取布里渊频移，根据海水温度反演模型计算获得指定深度水域的海水温度。本发明专利技术能够快速且高精度地获取布里渊频移以及水下垂直温度分布，具有成本低、测量简便、实时性好、抗噪性好的特点。

A method and system for measuring seawater temperature

The invention discloses a seawater temperature measuring method and system, which relates to the ocean temperature remote sensing technology field. The method comprises the following steps: the laser is divided into the vibration of optical coherence and probe, and the probe focus to the specified depth of waters; from the specified depth after receiving waters to Rayleigh Brillouin scattering light scattering; on to Rayleigh Brillouin light and local light mixing and through the photoelectric conversion output signal extraction; the Brillouin frequency shift from the intermediate frequency signal, according to the water temperature inversion model of water depth calculation of specified temperature. The invention can quickly and accurately obtain Brillouin frequency shift and underwater vertical temperature distribution, which has the advantages of low cost, simple measurement, good real-time performance and good noise immunity.

【技术实现步骤摘要】
一种海水温度测量方法及系统
本专利技术涉及海洋温度遥感
，具体是涉及一种海水温度测量方法及系统。
技术介绍
布里渊散射是一种光子与介质相互作用的非弹性散射，当布里渊散射发生时，光子通过碰撞会吞并一个声子增加自身能量，或者损耗自身能量进而产生一个声子。这种碰撞产生的声光能量交换会引起散射光频率的改变。在频谱上，这种光频率的变化体现为布里渊散射峰分为斯托克斯峰和反斯托克斯峰，其位置对称的分布在激光中心频率的两侧，并相对于激光中心频率发生了一定的偏移。该偏移量被命名为布里渊频移。布里渊散射的这种频谱分布与声学声子本身的能量有关，能够与介质粒子自由程等联系起来。当布里渊散射发生时，与光子发生相互作用的并非介质粒子，而是介质的密度波动，这种介质的密度波动与介质的物理属性，如温度等都有关系。因而，布里渊散射谱能够反映介质的物理特性，如声速，温度等。而作为谱特征参数的布里渊频移由于与介质的物理特性有联系而逐渐被人们用于研究和测量介质的物理特性，例如，基于激光的布里渊散射被广泛地应用在分布式温度光纤传感器、海洋温度遥感等领域，用于对环境物理参量进行测量。在海洋温度遥感应用中，基于布里渊散射的激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将激光分为相干的本振光和探测光，并将探测光聚焦到指定深度水域；从指定深度水域接收后向瑞利布里渊散射光；对后向瑞利布里渊散射光与本振光进行混频并通过光电转换后输出中频信号；从中频信号中提取布里渊频移，根据海水温度反演模型计算获得指定深度水域的海水温度。

【技术特征摘要】
1.一种海水温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将激光分为相干的本振光和探测光，并将探测光聚焦到指定深度水域；从指定深度水域接收后向瑞利布里渊散射光；对后向瑞利布里渊散射光与本振光进行混频并通过光电转换后输出中频信号；从中频信号中提取布里渊频移，根据海水温度反演模型计算获得指定深度水域的海水温度。2.如权利要求1所述的海水温度测量方法，其特征在于，对后向瑞利布里渊散射光与本振光进行混频并通过光电转换后输出中频信号包括：使用平衡外差方法对后向瑞利布里渊散射光与本振光进行混频并生成中频信号。3.如权利要求2所述的海水温度测量方法，其特征在于：所述中频信号的频率范围为7GHz-8GHz。4.如权利要求1所述的海水温度测量方法，其特征在于：所述激光为脉冲激光。5.如权利要求4所述的海水温度测量方法，其特征在于，从数字信号中提取布里渊频移包括：将数字信号进行快速傅里叶FFT变换，并利用周期图法获得脉冲回波功率谱；对多个所述脉冲回波功率谱进行累加获得累加功率谱；使用非线性拟合算法从所述累加功率谱中计算获得布里渊频移。6.如权利要求1所述的海水温度测量方法，其特征在于，所述海水温度反演模型为：T(S,νB)＝a0+a1(νB-7.5)+a2(νB-7.5)2+a3(νB-7.5)3+a4(νB-7.5)6+S[a5+a6(νB-7.5)+a7(νB-7.5)2+a8(νB-7.5)3]其中，T为温度，ai为常数，i＝1,2,……,8，νB为布里渊频移...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琨，周波，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42