基于激光雷達的能見度反演方法研究.pdf

1、Mie散射激光雷達能夠探測大氣氣溶膠粒子的消光系數(shù)和后向散射系數(shù)，這兩個參數(shù)都有重要的應(yīng)用價值，其中氣溶膠的消光系數(shù)與大氣的能見度、大氣的光學(xué)厚度以及透射系數(shù)直接相關(guān)。Mie散射激光雷達方程描述了激光雷達回波信號與消光系數(shù)和后向散射系數(shù)之間的關(guān)系，但在同一激光雷達方程中包含兩個未知參數(shù)，想從一個方程中求解出兩個未知數(shù)這是求解Mie散射激光雷達方程的難點。 本文設(shè)計了一種進行大氣能見度測量的Mie散射激光雷達系統(tǒng)方案，對系統(tǒng)主要部

2、件進行了參數(shù)設(shè)計，通過理論計算得出了系統(tǒng)的幾何重疊因子，給出了接收信號變化范圍。根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和大氣模型模擬計算激光雷達回波信號，利用Collis的斜率法反演大氣水平能見度：利用Klett算法反演大氣斜程能見度，在信噪比是10％時，反演誤差小于6％。對Klett反演算法中消光系數(shù)邊界值的計算方法進行了改進，提出了“濾除云層區(qū)強突變信號，利用最小二乘法擬合”的方法計算邊界值，保證了Klett算法求解雷達方程的正確性。這些結(jié)果為激光雷達測量數(shù)