基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统及测量方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统及测量方法，属于激光雷达技术领域。该系统包括：利用发射装置根据信号处理装置产生的时序信号周期性输出在线波长激光束、离线波长激光束以及停止输出激光束，利用接收装置接收大气回波信号，利用光谱鉴频器吸收设定波长的信号，以及将透射光信号入射至成像装置产生曝光时钟信号并输出图像信号；而后与成像装置连接的信号处理装置根据曝光时钟信号产生时序信号，并且信号处理装置根据图像信号计算得到不同距离的大气回波信号；所述大气回波信号用于对求解气溶胶后向散射系数和测量大气中的气溶胶浓度。本发明专利技术能够降低成本以及降低接收通道数量，简化了系统结构。简化了系统结构。简化了系统结构。

【技术实现步骤摘要】
基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统及测量方法


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，特别是涉及一种基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统及测量方法。

技术介绍

[0002]气溶胶是大气中液相或固相悬浮颗粒所组成的分散系统，极大影响着地球的大气环境，对人类健康、公共卫生以及环境气候具有重要的影响。因此，针对大气气溶胶微物理特性以及时空分布的探测与研究，对于区域及全球的环境和气候问题具有重要意义。作为一种主动式光学遥感技术，激光雷达采用激光器为辐射光源，因其对气溶胶探测具有高时空分辨能力和探测灵敏度的特点，成为大气气溶胶探测的一种重要的主动遥感技术。
[0003]传统的脉冲式米散射气溶胶激光雷达技术的研究目前较为成熟且应用最为广泛，但因其在反演气溶胶参数时需要根据实际预设激光雷达比，使得反演结果具有较高的不确定性，尤其是在气溶胶颗粒尺寸显著变化时。高光谱分辨率激光雷达相较传统米散射激光雷达，通过采用光谱鉴频器滤除气溶胶米散射信号从而引入单独大气分子瑞利散射信号的方式，使得气溶胶参数可以得到精确反演。
[0004]当前，高光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，包括：发射装置、信号处理装置、接收装置、光谱鉴频器以及成像装置；所述发射装置，与所述信号处理装置相连接，用于根据所述信号处理装置生成的时序信号周期性输出在线波长激光束、离线波长激光束以及停止输出激光束；所述信号处理装置，与所述成像装置相连接，用于根据所述成像装置产生的曝光时钟信号生成所述时序信号，以及根据所述成像装置输出的图像信号获得不同距离的大气回波信号；所述大气回波信号用于求解气溶胶的后向散射系数和测量大气中的气溶胶浓度；所述接收装置用于接收大气回波信号；所述大气回波信号被所述接收装置接收后入射到所述光谱鉴频器，经所述光谱鉴频器吸收设定波长的信号后得到的透射光信号入射至所述成像装置；所述大气回波信号是根据所述发射装置周期性输出在线波长激光束、离线波长激光束以及停止输出激光束发射到大气中，经过大气气溶胶、气体分子吸收和散射之后得到的；所述透射光信号包括只包含大气分子瑞利散射信号的分子通道信号、包含大气分子瑞利散射信号和气溶胶米散射信号的混合通道信号以及背景信号；所述在线波长激光束对应的大气回波信号经过所述光谱鉴频器后得到所述分子通道信号；所述离线波长激光束对应的大气回波信号经过光谱鉴频器后得到所述混合通道信号；所述停止输出激光束产生对应的大气回波信号经过光谱鉴频器后得到为大气背景信号。2.根据权利要求1所述的基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，所述发射装置，具体包括：半导体激光器、半导体激光器驱动电路、光放大器、光放大器驱动电路以及准直透镜；依次设置的所述半导体激光器、所述光放大器以及所述准直透镜在同一条光路上；所述半导体激光器发出的激光束通过所述光放大器进行放大；所述半导体激光器驱动电路，分别与所述半导体激光器以及所述信号处理装置中的时序控制模块相连接，用于根据所述时序信号驱动所述半导体激光器周期性输出所述在线波长激光束、所述离线波长激光束以及停止输出激光束；所述光放大器驱动电路，与所述光放大器相连接，用于驱动所述光放大器输出放大后的不同波长的激光束。3.根据权利要求2所述的基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，所述半导体激光器为分布式反馈激光器；所述半导体激光器发出的所述在线波长激光束的波长与所述接收装置中光谱鉴频器的吸收谱线中心波长相同。4.根据权利要求2所述的基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，所述光放大器为锥形半导体放大器。5.根据权利要求1所述的基于成像原理的高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，所述信号处理装置包括计算机和时序控制模块；所述计算机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅亮，常宇鹏，孔政，徐宁，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：