基于激光雷達(dá)的能見度反演方法研究.pdf

1、Mie散射激光雷達(dá)能夠探測(cè)大氣氣溶膠粒子的消光系數(shù)和后向散射系數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)都有重要的應(yīng)用價(jià)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(dá)方程描述了激光雷達(dá)回波信號(hào)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(dá)方程中包含兩個(gè)未知參數(shù)，想從一個(gè)方程中求解出兩個(gè)未知數(shù)這是求解Mie散射激光雷達(dá)方程的難點(diǎn)。 本文設(shè)計(jì)了一種進(jìn)行大氣能見度測(cè)量的Mie散射激光雷達(dá)系統(tǒng)方案，對(duì)系統(tǒng)主要部

2、件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，通過(guò)理論計(jì)算得出了系統(tǒng)的幾何重疊因子，給出了接收信號(hào)變化范圍。根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和大氣模型模擬計(jì)算激光雷達(dá)回波信號(hào)，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(shí)，反演誤差小于6％。對(duì)Klett反演算法中消光系數(shù)邊界值的計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了“濾除云層區(qū)強(qiáng)突變信號(hào)，利用最小二乘法擬合”的方法計(jì)算邊界值，保證了Klett算法求解雷達(dá)方程的正確性。這些結(jié)果為激光雷達(dá)測(cè)量數(shù)