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基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法及系统技术方案

技术编号:41530452 阅读:17 留言:0更新日期:2024-06-03 23:06
本发明专利技术公开了一种针对基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法及系统,包括基于大气激光雷达原始信号计算得到由气溶胶和大气分子构成的散射信号,利用Douglas‑Peucker算法对散射信号进行特征分解得到多个相似特性高度段,利用五个不同的瑞利拟合判据对每个高度段进行测试,最后利用评价因子从中提取最优高度段作为参考高度。本发明专利技术解决了在大气特征复杂情形下参考高度选取难、抗噪性差和计算效率低的问题,提出的大气激光雷达参考高度识别方法具有自适应强、效率高和抗噪性强的特点,是实现大气激光雷达标定和精准定量探测的关键。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光大气遥感数据反演,具体涉及一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法及系统


技术介绍

1、大气激光雷达是依靠脉冲或者连续激光对大气中的气溶胶、云层和痕量气体等垂直分布进行探测的遥感技术,具有高时空分辨率特性。随着激光器和探测器技术的发展,大气激光雷达的探测能力和系统稳定性越来越高,在大气环境和气象监测业务上得到广泛的应用。

2、大气激光雷达可以对大气中的气溶胶进行定量测量。但是对于常用于气溶胶探测的大气激光雷达,如弹性激光雷达、拉曼激光雷达和高光谱激光雷达等,需要先利用已知特性的散射体对雷达进行标定,继而实现气溶胶精准定量测量。大气分子的光学散射特性可以由瑞利散射(rayleigh scattering)理论进行计算,而大气数密度可以利用无线电探空或者再分析数据中的温度和压强廓线进行精准计算,因此大气分子的散射信号可以作为已知量,用于大气激光雷达的标定和定量反演。

3、在实际大气激光雷达标定中,一般选取气溶胶含量忽略不计的高度段作为参考高度,将大气激光雷达信号与大气分子散射信号进行吻合,从而实现雷达标定。平流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤1中将高度处的大气激光雷达原始信号廓线记为,其中,则大气激光雷达背景信号的计算方式为:

3.如权利要求2所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤2中基于高度处的大气激光雷达的距离修正信号计算散射比信号,如下式所示:

4.如权利要求3所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤3中首先对分解得到的各高度段内的距离修正信号进行归一化,然后...

【技术特征摘要】

1.一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤1中将高度处的大气激光雷达原始信号廓线记为,其中,则大气激光雷达背景信号的计算方式为:

3.如权利要求2所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤2中基于高度处的大气激光雷达的距离修正信号计算散射比信号,如下式所示:

4.如权利要求3所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤3中首先对分解得到的各高度段内的距离修正信号进行归一化,然后依次对各高度段进行宽度、信号衰减、白噪声、信噪比、信号斜率测试;假设对其中某一高度段进行测试,高度段包含的距离门下标为,归一化该高度段内的距离修正信号,即:

5.如权利要求4所述的一种基于瑞利拟合的大气激光雷达参考高度提取方法,其特征在于:步骤3中如果当前高度段的宽度大于设定的最小宽度,则通过宽度测试,如下式所示:

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【专利技术属性】
技术研发人员:殷振平路通王龙龙何芸赵晓娜邹玮杰刘杨王宣
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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