星载激光雷达探测能力的数值模拟分析

刘厚通; 王珍珠; 李超; 黄威; 周军

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

星载激光雷达探测能力的数值模拟分析

刘厚通 , 王珍珠 , 李超 , 黄威 , 周军

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(6): 614-617

引用本文:

Citation:

星载激光雷达探测能力的数值模拟分析

1.
中国科学院, 安徽光学精密机械研究所, 大气光学重点实验室, 合肥, 230031

作者简介: 刘厚通(1969- ),男,博士研究生,主要从事机载激光雷达研制及激光大气遥感方面的研究..

通讯作者: 周军, jzhou@aiofm.ac.cn

基金项目:
国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB403702);国家自然科学基金资助项目(40475052)
中图分类号: TN958.98

Numerical simulation analysis for detectability of spaceborne lidars

1.
National Atmospheric Optics Laboratory, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

Corresponding author: ZHOU Jun, jzhou@aiofm.ac.cn

CLC number: TN958.98

摘要: 为了研究星载大气探测激光雷达的技术参量对其探测性能的影响,采用合适的大气模式和星载大气探测激光雷达设计参量,对其接收的大气后向散射回波信号和探测回波信号的信噪比进行了数值模拟计算;同时模拟分析了星载大气探测激光雷达对沙尘和卷云的探测能力。结果表明,星载大气探测激光雷达对气溶胶的探测水平分辨率应设置为75km,且仅夜晚的探测能力能够达到信噪比大于10的要求;对卷云和沙尘探测水平分辨率应设为7.5km。该结果为该星载大气探测激光雷达的研制提供参量设置的基本依据。
- 大气与海洋光学 /
- 星载大气探测激光雷达 /
- 数值模拟 /
- 信噪比 /
- 卷云
Abstract: In order to study the effect of the technical parameters of a spaceborne atmosphere sounding lidar on its aerosol detectability,atmosphere backscattering returned signals and signal-to-noise ratio of sounding signal were numerically analyzed by making use of appropriate atmosphere pattern and setting parameters of a spaceborne atmosphere sounding lidar.The detectability of a spaceborne atmosphere sounding lidar about dust and cirruswas simulated.The simulation results revealed that a spaceborne atmosphere sounding lidar's horizontal resolution setting for aerosol detection should be 75km,and its sounding ability for detecting aerosol could achieve the detection requirement at night only and that the horizontal resolution for cirrus and dust detection should be 7.5km.The obtained results offer academic foundation of parameters,setting for manufacture of a spaceborne atmosphere sounding lidar.
- atmospheric and ocean optics /
- spaceborne atmosphere sounding lidar /
- numerical simulation /
- signae-to-noise ratio(SNR) /
- cirrus

[1]	NAKAJIMA T Y,IMAI T,UCHINO O,et al.Influence of daylight and noise current on cloud and aerosol observations by spaceborne elastic scattering lidar[J].Appl Opt,1999,38(24):5218-5228.
[2]	MALM W C,SISLER J F,HUFFMAN D,et al.Spatial and seasonal trends in partical concentration and optical extinction in the United States[J].Journal of Geophysical Research,1994,99(DI):1347-1370.
[3]	WHITEMAN D N,SCHWEMMER G.BERKOFF T,et al.Performance modeling of an airborne Raman water-vapor lidar[J],Appl Opt,2001,40(3):375-390.
[4]	SASANO Y,KOBAYASHI T.Study on space lidars for measuring global atmospheric environment[R].Tsukuba:National Institute for Environmental Studies.1995:33-34,60-66(in Janpanese).
[5]	ZHONG Zh Q,ZHOU J,SUN D S,et al.The research of error analysis and simulation of aerosol detected by MPL[J].Laser Technology,2006,30(3):232-234(in Chinese).
[6]	ZHOU J,LIU D,WANG Zh Zh.Measurement of capability parameter for polarization-Mie lidar[J].Jiangsu Qixiang,2005(3):19-24(in Chinese).
[7]	LIU D.Development of polarization-Mie lidar and lidar observation of atmosphere boundary layer[D].Hefei:Hefei Institutes of Physical Science,Chinese Academy of Sciences,2005:21-28(in Chinese).
[8]	SASANO Y,SHIMIZU H,TAKEUCHIN,et al.Geometrical form factor in the laser radar equation:an experimental detemination[J].Appl Opt,1979,18(23):3908-3910.
[9]	ANSMANN A,WANDINGER U,RIEBESELL M,et al.Independent measurement of extinction and backscatter profiles in cirrus clouds by using a combined raman elastic-backscatter lidar[J].Appl Opt,1992,31(33):7113-7131.

[1]	赵燕杰 , 魏合理 , 陈秀红 , 饶瑞中 , 徐青山 . 1.064μm波长卷云反射率的模拟研究. 激光技术, 2008, 32(5): 523-526.
[2]	徐光勇 , 吴健 , 杨春平 , 何武光 , 韩勇 . 高斯光束在大气湍流中的数值模拟和光强起伏. 激光技术, 2008, 32(5): 548-550.
[3]	张庆国 , 贺健 . 用共振激光雷达探测热层氦浓度的数值模拟. 激光技术, 2008, 32(2): 171-173.
[4]	刘津升 , 徐振华 , 顾国庆 . 激光阵列用于改善声表面波信噪比的数值研究. 激光技术, 2011, 35(3): 403-406. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.030
[5]	周中亮 . 高斯光束大气传输规律的数值分析. 激光技术, 2009, 33(1): 110-112.
[6]	王鲲 , 张心正 , 王振华 , 唐莉勤 , 吴强 , 许京军 . 时间分辨荧光光谱中信噪比与测量精度的提高. 激光技术, 2005, 29(2): 126-129.
[7]	陈林 , 贺少勃 , 隋展 , 刘建国 , 刘勇 , 陈远斌 , 景峰 . 饱和吸收效应提高800nm超短脉冲激光信噪比. 激光技术, 2009, 33(4): 340-343. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.002
[8]	陶小红 , 胡以华 , 雷武虎 , 蔡晓春 . 经验模式分解用于激光雷达大气回波处理. 激光技术, 2008, 32(6): 590-592,595.
[9]	董吉辉 , 胡企铨 . 空间碎片的激光雷达探测. 激光技术, 2007, 31(2): 185-187,191.
[10]	梅丽芳 , 秦建红 , 严东兵 . 活性激光焊接304不锈钢温度场的数值与试验研究. 激光技术, 2020, 44(4): 492-496. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.04.016
[11]	刘顺洪 , 吉巧杰 , 扬晶 . 钢管激光弯曲成形的数值模拟. 激光技术, 2006, 30(4): 355-359.
[12]	郭嘉伟 , 李彤 , 牛瑞华 , 薛亮平 , 李燕凌 , 王宏元 . Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析. 激光技术, 2011, 35(6): 761-764. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.010
[13]	梁琨 , 马泳 , 程飞 , 王宏远 . 基于布里渊激光雷达测量大气声速误差分析. 激光技术, 2009, 33(1): 94-96.
[14]	孙兆滨 , 郭金家 , 刘智深 , 马森 , 刘振 . 微脉冲激光雷达测量大气水平能见度. 激光技术, 2007, 31(2): 200-202.
[15]	张育真 , 汪岳峰 , 董伟 , 刘杰 , 殷智勇 . 多普勒激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟. 激光技术, 2009, 33(4): 344-346,350. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.003
[16]	刘顺洪 , 万鹏腾 , 杨晶 . 激光弯曲成形数值模拟的研究进展. 激光技术, 2002, 26(3): 161-164.
[17]	刘子昂 , 石伟 , 汪诚 . 激光冲击强化残余应力的数值模拟研究. 激光技术, 2017, 41(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.001
[18]	王明宇 , 周跃进 , 郭冲 . 激光超声检测表面裂纹深度的数值模拟. 激光技术, 2017, 41(2): 178-181. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.006
[19]	杨洪亮 , 金湘中 , 修腾飞 , 费鑫江 , 叶颖 . 钢/铝异种金属光纤激光焊接数值模拟. 激光技术, 2016, 40(4): 606-609. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.031
[20]	杨海林 , 牛燕雄 , 沈学举 , 武东生 , 张鹏 , 姜楠 . 烟幕对激光干扰效果的数值模拟研究. 激光技术, 2008, 32(5): 513-516.

点击查看大图

计量

文章访问数: 5195
HTML全文浏览量: 775
PDF下载量: 350
被引次数: 0

星载激光雷达探测能力的数值模拟分析

通讯作者: 周军, jzhou@aiofm.ac.cn

作者简介: 刘厚通(1969- ),男,博士研究生,主要从事机载激光雷达研制及激光大气遥感方面的研究.

1. 中国科学院, 安徽光学精密机械研究所, 大气光学重点实验室, 合肥, 230031

收稿日期: 2007-09-10
录用日期: 2008-02-20
网络出版日期: 2008-12-25

基金项目: 国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB403702);国家自然科学基金资助项目(40475052)

关键词:

摘要: 为了研究星载大气探测激光雷达的技术参量对其探测性能的影响,采用合适的大气模式和星载大气探测激光雷达设计参量,对其接收的大气后向散射回波信号和探测回波信号的信噪比进行了数值模拟计算;同时模拟分析了星载大气探测激光雷达对沙尘和卷云的探测能力。结果表明,星载大气探测激光雷达对气溶胶的探测水平分辨率应设置为75km,且仅夜晚的探测能力能够达到信噪比大于10的要求;对卷云和沙尘探测水平分辨率应设为7.5km。该结果为该星载大气探测激光雷达的研制提供参量设置的基本依据。