基于太阳宽谱直接辐射测量获取激光大气透过率
发布时间：2021-08-18 08:30
随着激光技术在众多科学领域的应用,激光波段大气透过率的实时获取尤为重要。基于测量和模拟结果研究,提出基于太阳辐射计的宽谱直接辐射测量提取红外波段激光大气透过率的方法,该方法低成本、高时效、可同时获得多波段的激光大气透过率。对比研制的ISP型近红外太阳辐射计与POM02的实测结果可知:对应波段透过率和水汽总量误差都小于7%;由1.31μm与1.32μm分别提取到1.315μm波段的透过率,两者误差小于4%,提取的误差与水汽含量成正比,并由1.32μm反演得到水汽总量,与0.94μm反演得到的水汽总量结果对比,误差小于10%。因此,在无0.94μm波段测量时,可以考虑用1.32μm波段反演水汽总量。将该方法与激光传输评估软件根据实时测量的大气参数模拟计算得到的1.315μm激光大气透过率进行对比,误差小于6%。该方法对激光工程在实际大气中的应用具有参考价值。
【文章来源】：光学学报. 2020,40(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
典型地区多波段窄带和宽带的水汽透过率比值随水汽含量的变化。（a）库尔勒；（b）合肥；（c）威宁
图9 ISP型近红外太阳辐射计与POM02型太阳辐射计1.63μm透过率对比结果。（a）新疆，20190909;(b）新疆，20190910;(c）新疆，20190917;(d）新疆，201909194.4.2 提取的1.315μm波段透过率准确性验证
由图1可见，水汽吸收线较多的1.315μm和1.319μm波段的水汽透过率随水汽含量变化非常明显，水汽含量越大，透过率越小。在0.02nm带宽下，3.8μm波段略好，而1.064μm和1.54μm几乎无变化；在12nm带宽下，1.54μm、3.8μm波段的水汽透过率略受影响，而1.064μm同样几乎无变化；同一波段不同地区的变化也略有不同。模拟计算分析过程中也发现，水汽吸收线更多且水汽吸收更强的1.319μm波段的水汽透过率随水汽含量在不同月份的变化比其他波段要明显，其他波段不同月份的水汽透过率变化很小，故后面可考虑利用1.32μm来反演得到水汽总量。图2中给出了库尔勒、合肥、威宁三个地区年均值大气模式下1.064,1.31,1.315,1.319,1.54,3.8μm各波段在0.02nm带宽与12nm带宽下水汽透过率比值随水汽含量的变化，其中Tcwv＿L和Tcwv＿W分别表示窄带和宽带的水汽吸收透过率。由图可见，1.31μm（该波段的窄带采用的是1.315μm的窄带，目的是为了从该波段提取1.315μm的水汽透过率）、1.315,1.319,3.8μm各波段窄带和宽带水汽透过率比值受水汽含量影响很大，不同地区也有差异，随着水汽含量的增大，变化趋势明显不同。这些分析为后续实际测量时如何选取测量波段和大气模式奠定了基础。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光测距的机载光电成像系统目标定位[J]. 张赫,乔川,匡海鹏. 光学精密工程. 2019(01)
[2]混沌脉冲激光雷达水下目标探测[J]. 沈振民,赵彤,王云才,郑永超,尚卫东,王冰洁,李静霞. 红外与激光工程. 2019(04)
[3]基于激光大气传输特性的卫星激光测距系统的最大探测距离[J]. 安宁,陈煜丰,刘承志,范存波,刘源,宋清丽,温冠宇. 光学学报. 2018(09)
[4]3.53μm激光外差太阳光谱测量系统[J]. 卢兴吉,曹振松,黄印博,高晓明,饶瑞中. 光学精密工程. 2018(08)
[5]基于MODTRAN的红外大气透过率计算方法研究[J]. 贾光亮,宋雨宸. 电子世界. 2018(01)
[6]星间激光通信终端光学天线的隔离度[J]. 杨成龙,颜昌翔,杨宇飞. 中国光学. 2017(04)
[7]基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量[J]. 吴庆川,黄印博,谈图,曹振松,刘强,高晓明,饶瑞中. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[8]中波红外整层大气透过率测量及误差分析[J]. 刘俊池,李洪文,王建立,殷丽梅,李宏壮,张振铎. 光学精密工程. 2015(06)
[9]通用大气辐射传输软件（CART）及其应用[J]. 魏合理,陈秀红,戴聪明. 红外与激光工程. 2012(12)
[10]近红外大气吸收波段太阳辐射计定标[J]. 伽丽丽,戴聪明,徐青山,魏合理. 遥感学报. 2012(05)
本文编号：3349573
【文章来源】：光学学报. 2020,40(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
典型地区多波段窄带和宽带的水汽透过率比值随水汽含量的变化。（a）库尔勒；（b）合肥；（c）威宁
图9 ISP型近红外太阳辐射计与POM02型太阳辐射计1.63μm透过率对比结果。（a）新疆，20190909;(b）新疆，20190910;(c）新疆，20190917;(d）新疆，201909194.4.2 提取的1.315μm波段透过率准确性验证
由图1可见，水汽吸收线较多的1.315μm和1.319μm波段的水汽透过率随水汽含量变化非常明显，水汽含量越大，透过率越小。在0.02nm带宽下，3.8μm波段略好，而1.064μm和1.54μm几乎无变化；在12nm带宽下，1.54μm、3.8μm波段的水汽透过率略受影响，而1.064μm同样几乎无变化；同一波段不同地区的变化也略有不同。模拟计算分析过程中也发现，水汽吸收线更多且水汽吸收更强的1.319μm波段的水汽透过率随水汽含量在不同月份的变化比其他波段要明显，其他波段不同月份的水汽透过率变化很小，故后面可考虑利用1.32μm来反演得到水汽总量。图2中给出了库尔勒、合肥、威宁三个地区年均值大气模式下1.064,1.31,1.315,1.319,1.54,3.8μm各波段在0.02nm带宽与12nm带宽下水汽透过率比值随水汽含量的变化，其中Tcwv＿L和Tcwv＿W分别表示窄带和宽带的水汽吸收透过率。由图可见，1.31μm（该波段的窄带采用的是1.315μm的窄带，目的是为了从该波段提取1.315μm的水汽透过率）、1.315,1.319,3.8μm各波段窄带和宽带水汽透过率比值受水汽含量影响很大，不同地区也有差异，随着水汽含量的增大，变化趋势明显不同。这些分析为后续实际测量时如何选取测量波段和大气模式奠定了基础。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光测距的机载光电成像系统目标定位[J]. 张赫,乔川,匡海鹏. 光学精密工程. 2019(01)
[2]混沌脉冲激光雷达水下目标探测[J]. 沈振民,赵彤,王云才,郑永超,尚卫东,王冰洁,李静霞. 红外与激光工程. 2019(04)
[3]基于激光大气传输特性的卫星激光测距系统的最大探测距离[J]. 安宁,陈煜丰,刘承志,范存波,刘源,宋清丽,温冠宇. 光学学报. 2018(09)
[4]3.53μm激光外差太阳光谱测量系统[J]. 卢兴吉,曹振松,黄印博,高晓明,饶瑞中. 光学精密工程. 2018(08)
[5]基于MODTRAN的红外大气透过率计算方法研究[J]. 贾光亮,宋雨宸. 电子世界. 2018(01)
[6]星间激光通信终端光学天线的隔离度[J]. 杨成龙,颜昌翔,杨宇飞. 中国光学. 2017(04)
[7]基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量[J]. 吴庆川,黄印博,谈图,曹振松,刘强,高晓明,饶瑞中. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[8]中波红外整层大气透过率测量及误差分析[J]. 刘俊池,李洪文,王建立,殷丽梅,李宏壮,张振铎. 光学精密工程. 2015(06)
[9]通用大气辐射传输软件（CART）及其应用[J]. 魏合理,陈秀红,戴聪明. 红外与激光工程. 2012(12)
[10]近红外大气吸收波段太阳辐射计定标[J]. 伽丽丽,戴聪明,徐青山,魏合理. 遥感学报. 2012(05)
本文编号：3349573
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3349573.html
