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三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统及方法技术方案

技术编号:42235800 阅读:21 留言:0更新日期:2024-08-02 13:49
本发明专利技术属于碳中和技术领域,公开了三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统及方法。本发明专利技术利用激光发射单元共线输出波长为1.57μm的第一脉冲激光、波长为1.65μm的第二脉冲激光,利用接收检测单元进行三维旋转扫描,接收经大气吸收的激光回波信息,利用数据处理单元对所述激光回波信息进行处理,得到包含二氧化碳和甲烷廓线浓度的三维协同观测信息。本发明专利技术能够搜集二氧化碳、甲烷浓度三维协同观测资料,还能够满足小型化、移动化测量的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳中和,更具体地,涉及一种三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统及方法


技术介绍

1、目前,预测气候变化上的最大难点已经集中于大气碳输入、输出资料的不全面和不准确。因此,准确的测定大气温室气体的输入(碳源)和输出(碳汇)成为近二十年来各国科学家共同奋斗并期望解决的重大科学与技术问题。围绕上述问题,国内外科学家发展了多种方法(包括地基站点和碳卫星),再利用复杂的模型来进行迭代反演以获得对碳通量的最优估计,反演过程需要进行多种假设,而实际环境的复杂性往往不能满足这些假设,这也是通量监测不确定性的重要误差来源。

2、具体而言,多国合作建立了温室气体全球观测网,以提供准确的温室气体浓度测量结果,这些观测数据帮助科学家降低了全球大尺度碳通量估计的不确定性。然而,站点数量不足及分布不均使得反演高空间分辨率碳通量时遇到了极大的挑战。为此,日本、美国和我国相继发射了基于被动遥感技术的gosat、oco-2和碳卫星等专职用于温室气体柱浓度测量的卫星,期望获得覆盖更广、空间分辨率更高的co2柱浓度观测产品从而提高碳通量反演的空间分辨率和精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,包括:激光发射单元、接收检测单元和数据处理单元;

2.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,所述第一发射组件包括1.57μm在线种子激光器、1.57μm离线种子激光器和第一光纤开光,所述第一光纤开光用于控制1.57μm的两台种子激光器不同时序的注入;所述第二发射组件包括1.65μm在线种子激光器、1.65μm离线种子激光器和第二光纤开光,所述第二光纤开光用于控制1.65μm的两台种子激光器不同时序的注入。

3.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度...

【技术特征摘要】

1.一种三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,包括:激光发射单元、接收检测单元和数据处理单元;

2.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,所述第一发射组件包括1.57μm在线种子激光器、1.57μm离线种子激光器和第一光纤开光,所述第一光纤开光用于控制1.57μm的两台种子激光器不同时序的注入;所述第二发射组件包括1.65μm在线种子激光器、1.65μm离线种子激光器和第二光纤开光,所述第二光纤开光用于控制1.65μm的两台种子激光器不同时序的注入。

3.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,所述泵浦激光器采用纳秒脉冲nd:yag激光器,用于产生的1064nm的单频激光;所述第一脉冲激光和所述第二脉冲激光的脉宽范围均为0.1~30ns,所述第一脉冲激光和所述第二脉冲激光的能量范围均为10~60mj,所述第一脉冲激光和所述第二脉冲激光的单色性均满足±0.0005nm。

4.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,所述激光发射单元还包括pid温控补偿控制装置,所述pid温控补偿控制装置用于稳定激光器的工作温度。

5.根据权利要求1所述的三维协同观测二氧化碳和甲烷浓度的激光雷达系统,其特征在于,所述第一光参量振...

【专利技术属性】
技术研发人员:王磊马昕龚威张豪伟韩舸
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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