基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法技术

技术编号:25039052 阅读:47 留言:0更新日期:2020-07-29 05:30
基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法,根据相干激光雷达的信号探测流程分析,其不同距离门谱数据最大强度包含大气回波信息。提取出对应高度的谱强度数据,可对应包含大气消光系数与后向散射系数大气激光雷达方程。利用大气后向散射系数同大气消光系数之间的计算关系,反演出大气消光系数。结合大气能见度同消光系数之间的关系,最终得出不同高度处大气能见度结果。相干激光雷达进行能见度探测,扩展了相干雷达的应用功能,提高了相干系统的数据利用率。相比传统的气溶胶激光雷达探测,谱强度数据信噪比较大,探测距离及精度有明显优势。并且相干激光雷达结构紧凑,光学部件稳定可靠,使用的环境可靠性相比传统气溶胶雷达更有优势。

【技术实现步骤摘要】
基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法
本专利技术涉及一种激光雷达探测方法,具体涉及一种基于相干激光雷达谱强度数据测量大气能见度信息。
技术介绍
大气信息,如风速,温度,湿度,气溶胶,云等信息具有十分重要的作用。无论对天气预报,机场安全高效运行,大气污染物的监测,还是在军事方面的用途,都有十分重要的作用。激光雷达的测量信息时空分辨率高,能够连续测量,相比传统的大气探测方式而言优势明显。相干激光雷达系统目前已有成熟的应用,但主要用来进行大气风场测量。相干激光雷达中,将回波强度通过傅里叶变换转换为谱数据。谱数据信息包含两个方面,频率变化信息及谱强度信息。由于大气回波的多普勒效应,谱数据的频率变化信息可用于反演大气风速;谱强度信息中蕴含大气消光信息,可基于谱强度信息反演大气能见度。常规的相干激光雷达的测量中,仅使用谱数据的频率波动信息,反演大气;而谱数据的强度则不作考虑,限制了相干雷达的应用范围。而常规的大气测量中,大气风场及大气能见度作为两个大气的基本参数,存在共同测量的需要。因此,通常在配备一台相干激光雷达测量大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法,其特征在于包括以下步骤:/n步骤1,对相干激光雷达的光电探测器采样信号进行变换,获得对应于不同高度的谱数据;/n步骤2,对不同高度的谱数据进行强度检测,得出不同高度处最大谱强度数据F(h),最大谱强度数据包含大气信息,其中h为高度;/n步骤3,将谱强度数据等效至激光雷达方程,同时也进行了距离校正:/n

【技术特征摘要】
1.一种基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1,对相干激光雷达的光电探测器采样信号进行变换,获得对应于不同高度的谱数据;
步骤2,对不同高度的谱数据进行强度检测,得出不同高度处最大谱强度数据F(h),最大谱强度数据包含大气信息,其中h为高度;
步骤3,将谱强度数据等效至激光雷达方程,同时也进行了距离校正:



其中,A为谱强度数据同回波强度转换的比例关系,为定值;K为系统常数;h为高度;β(h)为大气总后向散射系数,α(ξ)是关于高度ξ的大气总消光系数;
步骤4,利用大气消光系数与大气后向散射系数之间的对应关系,将大气总后向散射系数由大气总消光系数代替:β(h)=αk(h)/S1,
S1为消光后向散射比,k与激光发射波长、气溶胶离子特性相关,0.67≤k≤1,
对步骤3所得公式进行对数与微分处理,得到结果:






其中,步骤3公式的常数项...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦胜光尹嘉萍王希涛李荣忠宋小全吴松华
申请(专利权)人:青岛镭测创芯科技有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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