拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

以下內(nèi)容由中科技達(dá)為您提供，今天我們來分享拉曼氣溶膠激光雷達(dá)的相關(guān)內(nèi)容，希望對(duì)同行業(yè)的朋友有所幫助！

基于Fernald法研究了激光雷達(dá)比設(shè)定值與激光雷達(dá)有效探測范圍內(nèi)氣溶膠光學(xué)厚度之間的函數(shù)關(guān)系。針對(duì)函數(shù)的連續(xù)性,提出了以光學(xué)厚度為收斂判據(jù),采用二分法反演低層氣溶膠激光雷達(dá)比的新方法。2014年7月下旬,利用太陽光度計(jì)和西安理工大學(xué)自主研發(fā)的拉曼-米氏激光雷達(dá)對(duì)西安局部地區(qū)大氣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀測,并利用所提出的方法進(jìn)行了數(shù)據(jù)反演。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,西安局部地區(qū)氣溶膠激光雷達(dá)比在觀測期間比較平穩(wěn),基本為44或45。降雨當(dāng)天,受大氣濕度影響,激光雷達(dá)比值較大為51。利用激光雷達(dá)米氏散射回波信號(hào)和太陽光度計(jì)探測數(shù)據(jù),提出了采用迭代反演算法開展氣溶膠激光雷達(dá)比精細(xì)反演新方法,對(duì)研究氣溶膠光學(xué)特性的精細(xì)反演算法具有重要的意義。

拉曼氣溶膠激光雷達(dá)歷史

自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝張像片以來，利用像片制作像片平面圖(X、Y)技術(shù)一直沿用至今。到了1901年荷蘭人Fourcade發(fā)明了攝影測量的立體觀測技術(shù)，使得從二維像片可以獲取地面三維數(shù)據(jù)(X、Y、Z)成為可能。一百年以來，立體攝影測量仍然是獲取地面三維數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和可靠的技術(shù)，是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術(shù)。

什么是拉曼激光雷達(dá)？

首先明白一下激光雷達(dá)，激光雷達(dá)是以激光為光源，通過探測激光與被探測無相互作用的光波信號(hào)來遙感測量的．使用振動(dòng)拉曼技術(shù)進(jìn)行測量的激光雷達(dá)技術(shù)即為拉曼激光雷達(dá)，主要用于大氣遙感測量。拉曼激光雷達(dá)屬于遙感技術(shù)的一種。

激光雷達(dá)作為一種主動(dòng)遙感探測技術(shù)和工具已有近50 年的歷史，目前廣泛用于地球科學(xué)和氣象學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)、生物學(xué)與生態(tài)保持、軍事等領(lǐng)域。其中，傳統(tǒng)意義上的激光雷達(dá)主要用于陸地植被監(jiān)測、激光大氣傳輸、精細(xì)氣象探測、全球氣候預(yù)測、海洋環(huán)境監(jiān)測等。隨著激光器技術(shù)、精細(xì)分光技術(shù)、光電檢測技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，激光雷達(dá)在遙感探測的高度、空間分辨率、時(shí)間上的連續(xù)監(jiān)測和測量精度等方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢。

激光雷達(dá)探測原理

光波的物理量可由強(qiáng)度、波長（頻率）、相位、偏振態(tài)及指向性等來表示。光與物質(zhì)相互作用主要表現(xiàn)為吸收及散射現(xiàn)象，按作用機(jī)理可以分為氣溶膠等顆粒物引起的米氏散射，大氣分子及原子等引起的瑞利散射、拉曼散射、熒光及共振散射和吸收等現(xiàn)象。通過對(duì)各種散射機(jī)理及效果進(jìn)行分析，可以探測物質(zhì)的物理及化學(xué)信息。大氣探測激光雷達(dá)工作原理與微波雷達(dá)相似。一般采用脈沖激光器作為發(fā)射源，向大氣中發(fā)射一束具有高指向性、高能量的窄脈沖寬度的激光束，通過望遠(yuǎn)鏡收集大氣中物質(zhì)產(chǎn)生的后向散射光，并對(duì)散射光進(jìn)行光譜分析，剔除雜散光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后獲得電信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析及數(shù)據(jù)反演即可得到所需大氣參數(shù)或信息。