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使CO_2浓度测量误差减小的星载激光雷达波长优化 被引量：13
1
作者 谢杨易 刘继桥 +1 位作者 姜佳欣 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期88-93,共6页
研究了星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达系统工作波长与大气CO2分子柱线浓度测量误差之间的关系,并优化波长以降低测量误差。首先介绍CO2分子柱线浓度测量原理,理论分析并模拟仿真了系统随机误差、温度不确定性误差、频率不稳定性误... 研究了星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达系统工作波长与大气CO2分子柱线浓度测量误差之间的关系,并优化波长以降低测量误差。首先介绍CO2分子柱线浓度测量原理,理论分析并模拟仿真了系统随机误差、温度不确定性误差、频率不稳定性误差和水蒸汽干扰误差随激光雷达工作波长变化关系,优化工作波长使浓度测量总误差达到最小值。最终选定激光雷达on-line波长为6361.2250cm-1,off-line波长为6 360.99 cm-1,并仿真计算得到温度不确定性为1 K、频率不稳定度为0.6 MHz时,共导致的CO2柱线浓度测量误差为0.587×10-6,达到CO2浓度测量精度1×10-6的要求,为星载IPDA激光雷达系统实现高精度CO2柱线浓度探测优化系统参数提供了参考。 展开更多
关键词 激光遥感 波长优化 CO2浓度 积分路径差分吸收 测量误差
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用于全球大气温室气体探测的星载激光雷达研究 被引量：6
2
作者 刘继桥 谢杨易 +4 位作者 李世光 李环环 马秀华 朱小磊 陈卫标 《红外》 CAS 2013年第2期22-26,34,共6页
星载积分路径差分吸收(Integrated Path Differential Absorption,IPDA)激光雷达是一种有效的高精度(1 ppm)全球CO_2柱线浓度测量手段。结合其基本工作原理分析了CO_2柱线浓度反演技术方法,并优化了工作波段和工作波长。分析了由所选波... 星载积分路径差分吸收(Integrated Path Differential Absorption,IPDA)激光雷达是一种有效的高精度(1 ppm)全球CO_2柱线浓度测量手段。结合其基本工作原理分析了CO_2柱线浓度反演技术方法,并优化了工作波段和工作波长。分析了由所选波段激光频率的稳定性、激光带宽和激光光谱纯度等激光雷达发射源参数变化所带来的CO_2柱线浓度测量误差,并给出了经过优化的设计参数。研究了用IPDA激光雷达实现双波长脉冲发射激光的技术方法,并给出了实验验证结果,实现了1.572μm波段单脉冲能量大于50 mJ的激光输出。 展开更多
关键词 二氧化碳 激光雷达 积分路径差分吸收 激光频率稳定性 光学参量振荡放大
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大气环境监测卫星星载IPDA激光雷达的大气二氧化碳柱浓度反演及多源数据对比验证
3
作者 赖锴婕 卜令兵 +6 位作者 王勤 毛志华 Khalid Muhammad Burhan 樊纯璨 刘继桥 陈卫标 赵少华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期174-186,共13页
基于星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达探测数据对全球二氧化碳柱浓度(XCO_(2))进行反演并利用全球CO_(2)柱浓度观测网(TCCON)、轨道碳观测者2号(OCO-2)卫星以及碳追踪器三者的CO_(2)数据产品验证了反演结果的准确性。结果表明:IPDA... 基于星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达探测数据对全球二氧化碳柱浓度(XCO_(2))进行反演并利用全球CO_(2)柱浓度观测网(TCCON)、轨道碳观测者2号(OCO-2)卫星以及碳追踪器三者的CO_(2)数据产品验证了反演结果的准确性。结果表明:IPDA激光雷达的反演结果与TCCON的观测结果一致性较好,两者的平均偏差为0.3×10^(-6),决定系数(R2)为0.952,均方根误差(RMSE)为0.584×10^(-6)。与OCO-2和CT的XCO_(2)数据产品的对比结果也显示出IPDA激光雷达反演结果与TCCON数据产品的吻合程度均高于OCO-2卫星与碳追踪器,进一步表明IPDA激光雷达能够获得更准确的全球XCO_(2)观测数据。IPDA激光雷达对于不同地表类型上空的XCO_(2)探测精度存在一定差异,在空间分辨率为50 km(陆地)和100 km(海洋)下,其探测精度主要分布在(0.80~0.82)×10^(-6)与(0.76~0.78)×10^(-6),均满足1×10^(-6)的探测精度要求。星载IPDA激光雷达的全天时、高精度探测技术将在今后全球碳源碳汇研究中发挥重要作用。 展开更多
关键词 大气二氧化碳 大气环境监测卫星 星载激光雷达 积分路径差分吸收 验证
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机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析 被引量：7
4
作者 史成龙 刘继桥 +3 位作者 毕德仓 李世光 刘丹 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期154-159,共6页
差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化碳浓度的有效手段。研究了机载路径积分差分吸收激光雷达测量二氧化碳柱线浓度的主要误差项,分析了这些误差项导致的二氧化碳柱线浓度反演误差。介绍了机载差分吸收激光雷达基本工作原理,并理... 差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化碳浓度的有效手段。研究了机载路径积分差分吸收激光雷达测量二氧化碳柱线浓度的主要误差项,分析了这些误差项导致的二氧化碳柱线浓度反演误差。介绍了机载差分吸收激光雷达基本工作原理,并理论分析了大气温度、压强和水汽不确定性误差,激光频率稳定性和飞机姿态速度测量不确定性等系统误差,以及不同地表反射率产生的随机误差。分析结果表明:在二氧化碳浓度380 ppm(1 ppm=10-6)时,机载激光雷达二氧化碳柱线浓度综合测量误差约为0.71 ppm,满足1 ppm的二氧化碳柱线浓度高精度测量需求。 展开更多
关键词 二氧化碳浓度 路径积分差分吸收 机载激光雷达 误差
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空芯光子晶体光纤吸收池的激光稳频技术 被引量：7
5
作者 黄崇德 陈迪俊 +4 位作者 蔡海文 叶青 刘晔 瞿荣辉 陈卫标 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期28-33,共6页
针对星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达的应用需求,研制了一套利用空芯光子晶体光纤(HC-PCF)作为吸收池,以CO2气体1.57μm处的吸收线作为频率参考,基于频率调制光谱稳频技术的激光稳频系统。结合其工作原理,建立仿真模型,计算了CO2气... 针对星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达的应用需求,研制了一套利用空芯光子晶体光纤(HC-PCF)作为吸收池,以CO2气体1.57μm处的吸收线作为频率参考,基于频率调制光谱稳频技术的激光稳频系统。结合其工作原理,建立仿真模型,计算了CO2气压、光谱调制频率以及调制深度对稳频误差信号的影响,给出最优化的设计参数。并且与实验测试数据进行了比对,实验数据与计算结果吻合。报道了系统的稳频效果,给出进一步提升稳频性能的方案意见。 展开更多
关键词 激光器 频率稳定 空芯光子晶体光纤 空间光学 积分路径差分吸收雷达
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空间差分吸收激光雷达探测地表大气压力的波长选择 被引量：2
6
作者 洪光烈 王钦 +1 位作者 孔伟 王建宇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期206-211,共6页
根据美国标准大气模型进行了蒙特卡诺模拟,仿真研究了大气温度的不确定性对大气压力探测带来的随机误差和系统偏差,发现在氧气的A带中选择764.765 nm和765.094 nm为探测波长online,选择位于两者之间的764.948 nm为参考波长offline,是获... 根据美国标准大气模型进行了蒙特卡诺模拟,仿真研究了大气温度的不确定性对大气压力探测带来的随机误差和系统偏差,发现在氧气的A带中选择764.765 nm和765.094 nm为探测波长online,选择位于两者之间的764.948 nm为参考波长offline,是获得较小探测误差的一种方案;优化的探测波长既不在A带的吸收线上,亦不在某两吸收线之间的凹槽中间,而是位于A带吸收线p13和p14线的侧翼,这一结果对于建立积分路径差分吸收激光雷达探测地表大气压力的遥感仪器,起到参考作用. 展开更多
关键词 大气光学 路径积分差分吸收激光雷达 大气压力 探测波长 参考波长
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大气压力探测用激光雷达的对称性分析
7
作者 洪光烈 王钦 +1 位作者 孔伟 吴金才 《红外》 CAS 2018年第2期14-20,共7页
为了实现世界气象组织对大气压力廓线和地表压力特别高的探测精度,需要消除湍流对距离分辨差分吸收激光雷达和路径积分差分吸收激光雷达的干扰。探测/参考双波束被转换成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光后被同时发射出去,经大气后的回波再被... 为了实现世界气象组织对大气压力廓线和地表压力特别高的探测精度,需要消除湍流对距离分辨差分吸收激光雷达和路径积分差分吸收激光雷达的干扰。探测/参考双波束被转换成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光后被同时发射出去,经大气后的回波再被1/4波片、偏振分束片以及两个F-P标准具重新分离而被检测到。差分吸收激光雷达的除法、对数和积分运算由模拟电路进行对称的实时处理,这样有利于减小由双通道差异化带来的误差。差分吸收激光雷达的探测波束脉冲与参考波束脉冲同路径传输、同时发射、同时接收,可抵消大气随机运动等因素对系统的共模干扰。模拟研究结果表明,差分吸收激光雷达采取严格的对称性安排,是一个可提高系统探测精度的十分有益的举措。 展开更多
关键词 激光雷达 距离分辨差分吸收激光雷达 路径积分差分吸收激光雷达 对称性
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