用于斜程能见度的气溶胶主被动探测技术的校正与融合

发布时间：2021-02-02 02:43

　　大气能见度是大气物理的重要参量,也是大气污染的重要因子,反映了大气层的稳定程度。尤其是斜程能见度是航空运输中的重要影响因素,它的精确探测对机场飞机安全起落有着重要的影响意义。传统的斜程能见度探测技术存在一定的反演缺陷,忽略了斜程路径中大气发光的影响。本论文以激光雷达为主要探测手段,结合太阳光度计、能见度仪和粒谱仪等主被动探测手段,实现对大气气溶胶光学参量、微物理参量和散射参量的反演与校正融合,为解决斜程能见度精确探测中大气发光亮度的研究提供技术和数据支持。首先,设计并搭建了一套多波长全天时米-拉曼激光雷达气溶胶精细探测系统,完成了 4通道高光谱分辨率高性能分光系统的设计和分光性能测试。垂直探测和扫描探测实验表明了该系统可成功实现全天时多角度气溶胶的有效探测。其次,开展了大气气溶胶光学参量的精细反演与融合校正技术研究。利用小波阈值去噪技术和盲区校正技术实现了对大气气溶胶消光系数的校正反演,获得了准确的大气气溶胶消光系数廓线和后向散射系数廓线。利用气溶胶标高和能见度仪计算得到了整层大气气溶胶光学厚度,与太阳光度计得到的光学厚度具有高的正相关性（相关系数达到0.99）,最大相对误差小于16.... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 能见度研究进展
        1.2.2 激光雷达大气气溶胶探测技术研究进展
        1.2.3 大气气溶胶微物理特性研究进展
        1.2.4 大气气溶胶散射特性研究进展
    1.3 论文主要工作
2 用于斜程能见度的大气气溶胶探测技术综述
    2.1 引言
    2.2 斜程能见度探测原理
    2.3 激光雷达探测大气气溶胶原理
        2.3.1 激光与大气物质相互作用
        2.3.2 大气气溶胶光学参量激光雷达探测原理
    2.4 太阳光度计反演气溶胶参量原理
        2.4.1 太阳光度计工作原理
        2.4.2 太阳光度计反演大气气溶胶光学参量原理
        2.4.3 太阳光度计反演大气气溶胶微物理参量原理
    2.5 能见度仪探测大气气溶胶原理
    2.6 米散射理论
    2.7 本章小结
3 全天时扫描米-拉曼激光雷达气溶胶精细探测系统设计及搭建
    3.1 引言
    3.2 全天时大气气溶胶米-拉曼激光雷达系统构成
        3.2.1 激光发射系统
        3.2.2 激光雷达接收系统
        3.2.3 激光雷达光电接收系统
    3.3 激光雷达扫描功能设计与实现
    3.4 分光系统的设计与验证
        3.4.1 分光系统设计
        3.4.2 系统的光谱性能测试
    3.5 大气气溶胶激光雷达系统初步实验探测
        3.5.1 垂直探测实验验证
        3.5.2 扫描探测实验验证
    3.6 本章小结
4 大气气溶胶光学特性反演与校正
    4.1 引言
    4.2 大气回波信号的小波阈值去噪
        4.2.1 小波阈值去噪原理
        4.2.2 小波阈值去噪过程
        4.2.3 小波阈值去噪实例
    4.3 大气气溶胶光学参量的校正与反演分析
        4.3.1 几何重叠因子
        4.3.2 盲区校正
        4.3.3 大气气溶胶消光系数和后向散射系数反演实例
    4.4 整层大气气溶胶光学厚度多手段反演与融合分析
        4.4.1 大气气溶胶标高的多手段反演
        4.4.2 整层气溶胶光学厚度的多手段反演
    4.5 本章小结
5 气溶胶散射特性的反演与融合分析
    5.1 引言
    5.2 大气气溶胶散射特性理论基础
    5.3 大气气溶胶微物理特性的反演
        5.3.1 大气气溶胶体积谱反演原理
        5.3.2 算法数值仿真
        5.3.3 多手段实测体积谱反演与融合分析
    5.4 大气气溶胶散射特性的反演
        5.4.1 粒子散射特性的仿真与分析
        5.4.2 散射特性反演实例
        5.4.3 散射特性反演结果验证
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果



本文编号：3013899