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Fernald前向积分用于机载激光雷达气溶胶后向散射系数反演的理论研究 被引量：15
1
作者 刘厚通 陈良富 苏林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期310-318,共9页
初步反演结果表明,Fernald前向积分法(FFIM)能够用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演,但相应的理论解释没见国内外相关文献报道.根据合肥地基大气探测激光雷达2008年2月27日的探测数据模拟得到的机载激光雷达数据,对FFIE... 初步反演结果表明,Fernald前向积分法(FFIM)能够用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演,但相应的理论解释没见国内外相关文献报道.根据合肥地基大气探测激光雷达2008年2月27日的探测数据模拟得到的机载激光雷达数据,对FFIE用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演结果进行了定量分析,分析表明:当反演标定点的高度选在10km左右时,FFIM能够用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演的主要原因有3个:1)Fernald前向积分方程(FFIE)分母中两项的差值一般远大于零,这决定了FFIM应用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演时,反演误差不会无限大而且反演结果不会出现负值;2)标定值误差为100%时,在整个反演过程中误差项的值仅变化了0.006,是标定值没有误差时分母值的0.6%;3)FFIE的标定项中分子的后向散射系数占主导地位,标定点的气溶胶后向散射系数变化较大的值,对整个标定项的值影响却很小.研究表明,上疏下密的大气结构和较高的标定位置是FFIM能够用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演的根本原因. 展开更多
关键词 大气光学 Fernald前向积分法 机载大气探测激光雷达 气溶胶后向散射系数
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基于侧向散射技术的近地面气溶胶后向散射系数廓线探测 被引量：13
2
作者 史博 陶宗明 +4 位作者 麻晓敏 单会会 赵素贵 刘东 谢晨波 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期48-53,共6页
气溶胶是大气中污染物PM2.5和灰霾的主要成分,近地面的气溶胶直接影响人们的生活和生产。利用电荷耦合器件(CCD)侧向散射激光雷达系统和相应的反演方法,对探测到的数据进行处理和分析。与后向散射激光雷达对比,验证了CCD侧向散射激光雷... 气溶胶是大气中污染物PM2.5和灰霾的主要成分,近地面的气溶胶直接影响人们的生活和生产。利用电荷耦合器件(CCD)侧向散射激光雷达系统和相应的反演方法,对探测到的数据进行处理和分析。与后向散射激光雷达对比,验证了CCD侧向散射激光雷达探测结果的正确性。分析了2014年4月合肥西区董铺岛3 km高度范围内气溶胶后向散射系数的特点:随时间和高度变化;天气晴好时,地面上后向散射系数与地面站PM2.5质量浓度成正比;紧贴地面有一层较厚气溶胶。实验探测结果表明基于CCD的侧向散射激光雷达是探测近地面气溶胶浓度的一种有效的新方法。 展开更多
关键词 大气光学 气溶胶后向散射系数 侧向散射激光雷达 电荷耦合器件 PM2.5质量浓度
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机载激光雷达信号Fernald前向反演的一种新定标方法 被引量：9
3
作者 季承荔 周军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2051-2058,共8页
针对机载激光雷达信号Fernald前向反演方法要求准确得到标定值的问题,提出了一种新的定标方法:在机载激光雷达探测得到的各条大气回波信号廓线中,使用一条已知其大气气溶胶后向散射系数垂直分布的廓线,通过机载激光雷达方程来确定出其... 针对机载激光雷达信号Fernald前向反演方法要求准确得到标定值的问题,提出了一种新的定标方法:在机载激光雷达探测得到的各条大气回波信号廓线中,使用一条已知其大气气溶胶后向散射系数垂直分布的廓线,通过机载激光雷达方程来确定出其他各条回波信号廓线上的大气气溶胶后向散射系数标定值。模拟分析和实验验证了这种定标方法的可行性,用其标定值反演出的大气气溶胶后向散射系数垂直廓线是较为合理准确的;误差分析表明由该定标方法反演的大气气溶胶后向散射系数相对误差在20%以内。这种定标方法是可以运用于机载激光雷达信号Fernald前向反演的。 展开更多
关键词 大气光学 定标方法 米氏散射激光雷达方程 气溶胶后向散射系数
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星载高光谱分辨率激光雷达的高光谱探测分光比优化分析 被引量：6
4
作者 董俊发 刘继桥 +3 位作者 朱小磊(指导) 毕德仓 竹孝鹏 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第S2期7-12,共6页
高光谱分辨率激光雷达具有分离大气分子散射和气溶胶散射的固有特性,无需假设激光雷达比即可反演气溶胶后向散射系数和消光系数。但由于全球大气气溶胶分布不均匀,造成分子信号接收的高光谱探测通道与参考通道的回波信号信噪比变化大,... 高光谱分辨率激光雷达具有分离大气分子散射和气溶胶散射的固有特性,无需假设激光雷达比即可反演气溶胶后向散射系数和消光系数。但由于全球大气气溶胶分布不均匀,造成分子信号接收的高光谱探测通道与参考通道的回波信号信噪比变化大,最终导致反演误差变大。因此必须考虑两通道的接收能量优化分配以减少反演误差。基于回波信号与气溶胶的分布相关机理,将全球气溶胶分布分为三种类型,分析并比较分子通道与平行参考通道的信噪比和反演误差随分光比变化,得到了各大气模式下优化的分光比。 展开更多
关键词 激光雷达 高光谱分辨探测 气溶胶后向散射系数 误差优化
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CALIOP数据在星载相干多普勒测风激光雷达性能仿真中的应用 被引量：2
5
作者 卢博 吴东 张天澈 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期119-125,共7页
利用2007—2008年21个月CALIOP测量的夜间气溶胶后向散射系数的全球三维平均分布数据取代传统仿真中的气溶胶模型数据,对晴空条件下的2.1μm相干多普勒测风激光雷达的测风性能进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,采用合理的系统参数设... 利用2007—2008年21个月CALIOP测量的夜间气溶胶后向散射系数的全球三维平均分布数据取代传统仿真中的气溶胶模型数据,对晴空条件下的2.1μm相干多普勒测风激光雷达的测风性能进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,采用合理的系统参数设计,在20°S至40°N之间4.5km海拔之下单激光脉冲的径向风速误差普遍小于1m/s。以1m/s作为可接受风速误差的标准,符合标准的最大可测量海拔高度向两极方向递减,在南极附近减至1~2km。若10个激光脉冲平均测量,在对流层下层风速误差可降至0.5m/s以内,且在35°N附近最大可测量海拔高度可达5.5km。 展开更多
关键词 CALIOP 相干多普勒测风激光雷达 性能仿真 气溶胶后向散射系数
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FFIM用于机载大气激光雷达ABCT反演的可行性研究
6
作者 刘厚通 陈良富 苏林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1876-1883,共8页
Fernald前向积分法能否用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演一直是一个有争议的课题.本文利用青岛机载大气探测激光雷达实测数据、国外机载大气探测激光雷达实测数据和机载大气探测激光雷达模拟数据,对Fernald前向积分法... Fernald前向积分法能否用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演一直是一个有争议的课题.本文利用青岛机载大气探测激光雷达实测数据、国外机载大气探测激光雷达实测数据和机载大气探测激光雷达模拟数据,对Fernald前向积分法应用于不同高度的机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演的误差进行了定量分析,分析结果表明:飞机的飞行高度在3.5km左右,标定值存在20%的误差时,离地面2km的高度范围内反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差在12%以内,但在标定点附近相对误差可达20%;飞机飞行高度在7km左右,当标定值存在100%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大都在10%～15%之间,标定值存在400%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大部分在15%～50%之间.本文从理论上对Fernald前向积分法应用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演出现负值的原因进行了探讨.研究表明:Fernald前向积分法能够较准确地反演出中高空探测(4.5km以上)机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数,但应用于低空探测(4.5km以下)机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演时,反演误差较大甚至反演结果会出现负值. 展开更多
关键词 大气光学 Fernald前向积分法 机载大气探测激光雷达 气溶胶后向散射系数
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