[發明專利]一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達有效
| 申請號： | 201711157786.8 | 申請日： | 2017-11-20 |
| 公開（公告）號： | CN107976689B | 公開（公告）日： | 2019-09-06 |
| 發明（設計）人： | 王玉詔;羅萍萍 | 申請（專利權）人： | 北京空間機電研究所 |
| 主分類號： | G01S17/95 | 分類號： | G01S17/95;G01S17/87 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 李晶堯 |
| 地址： | 100076 北京市豐*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 氣溶膠 探測 激光雷達 | ||
1.一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：包括雙視線激光雷達和反演處理模塊；其中，雙視線激光雷達包括第一激光雷達(1-1)和第二激光雷達；第一激光雷達(1-1)包括第一發射系統、第一回波接收系統和第一探測采集處理系統(1-1-3)；第二激光雷達包括第二發射系統、第二回波接收系統和第二探測采集處理系統；
第一發射系統：垂直于地面向地面發射第一激光脈沖；經大氣散射后產生第一后向散射回波光，第一后向散射回波光返回至第一回波接收系統；
第二發射系統：與第一發射系統夾角θ，同一時刻，沿夾角θ方向向地面發射第二激光脈沖；經大氣散射后產生第二后向散射回波光，第二后向散射回波光返回至第二回波接收系統；
第一回波接收系統：接收返回的第一后向散射回波光，對第一后向散射回波光進行光譜濾波處理，生成濾波后的第一后向散射回波光，將濾波后的第一后向散射回波光聚焦到第一探測采集處理系統(1-1-3)；
第二回波接收系統：接收返回的第二后向散射回波光，對第二后向散射回波光進行光譜濾波處理，生成濾波后的第二后向散射回波光，將濾波后的第二后向散射回波光聚焦到第二探測采集處理系統；
第一探測采集處理系統(1-1-3)：接收濾波后的第一后向散射回波光，依次對濾波后的第一后向散射回波光進行光電轉換、數據校正處理，生成校正信號SA，將校正信號SA發送至反演處理模塊；
第二探測采集處理系統：接收濾波后的第二后向散射回波光，依次對濾波后的第二后向散射回波光進行光電轉換、數據校正處理，生成校正信號SB，將校正信號SB發送至反演處理模塊；
反演處理模塊：接收第一探測采集處理系統(1-1-3)傳來的校正信號SA；接收第二探測采集處理系統傳來的校正信號SB；進行反演計算，得到大氣消光系數廓線α(r)、后向散射系數廓線β(r)和激光雷達比廓線R(r)。
2.根據權利要求1所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：所述第一發射系統垂直與地面發射角度的角度偏差范圍為-5°～+5°；第二發射系統與第一發射系統夾角θ為25°～65°。
3.根據權利要求1所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：所述數據校正處理包括非線性校正處理、背景光扣除處理和距離平方校正處理。
4.根據權利要求3所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：所述校正信號SA的計算法方法為：
式中，r為第一發射系統的垂直探測距離；
CA為第一激光雷達(1-1)系統常數。
5.根據權利要求4所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：所述校正信號SB的計算法方法為：
式中，r′為第二發射系統的傾斜探測距離；
CB為第二激光雷達系統常數。
6.根據權利要求5所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：反演計算大氣消光系數廓線α(r)、后向散射系數廓線β(r)和激光雷達比廓線R(r)的方法為：
將第二激光雷達信號轉換為垂直地面方向信號：
將公式(1)除以公式(3)，得：
對公示(4)兩端求導，得到大氣消光系數廓線α(r)：
將公式(5)代入公式(1)，得到后向散射系數廓線β(r)：
將公式(5)除以公式(6)，得到激光雷達比廓線R(r)：
7.根據權利要求5所述的一種用于氣溶膠探測的對地激光雷達，其特征在于：所述第一激光脈沖和第二激光脈沖的波長相同。
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