發(fā)布時(shí)間：2019-01-20 13:18

【摘要】：紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)是一種探測(cè)大氣溫度廓線的有效工具。目前,紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)通常采用355nm波長(zhǎng)的光,然而白天太陽(yáng)背景光輻射會(huì)影響雷達(dá)系統(tǒng)的信噪比(SNR),進(jìn)而制約溫度探測(cè)的距離和精度。針對(duì)大氣溫度的全天時(shí)探測(cè),提出了基于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的266nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)。由于到達(dá)地面的太陽(yáng)背景光輻射不包含266nm波長(zhǎng)的光,只需考慮臭氧對(duì)266nm波長(zhǎng)光吸收的影響,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全天時(shí)大氣溫度的探測(cè)�；诿}沖能量、望遠(yuǎn)鏡直徑、望遠(yuǎn)鏡接收視場(chǎng)角、臭氧濃度以及太陽(yáng)背景光強(qiáng)度等主要影響參數(shù),對(duì)266nm和355nm兩個(gè)波長(zhǎng)紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)的譜寬、透過(guò)率、回波信號(hào)SNR以及溫度偏差參數(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真和對(duì)比分析。結(jié)果表明,大氣分子和氣溶膠散射對(duì)266nm波長(zhǎng)光的影響遠(yuǎn)大于對(duì)355nm波長(zhǎng)光的影響。白天266nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)的有效探測(cè)距離為4km左右,比355nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)的有效探測(cè)距離遠(yuǎn)2.9km;夜間266nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)有效探測(cè)距離為6km。探測(cè)距離小于5km時(shí),白天266nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)的探測(cè)溫度偏差比355nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)的探測(cè)溫度偏差小10K。266nm紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)全天時(shí)大氣溫度的探測(cè)。
[Abstract]:Ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar is an effective tool for detecting atmospheric temperature profiles. At present, the ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar usually uses 355nm wavelength light, however, the daytime solar background light radiation will affect the SNR (SNR), of radar system, and then restrict the range and precision of temperature detection. A 266nm ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar system based on Fabry-Perot standard is proposed for all-day detection of atmospheric temperature. Since the solar background radiation to the ground does not contain the 266nm wavelength, it is only necessary to consider the effect of ozone on the absorption of the 266nm wavelength, so as to realize the detection of atmospheric temperature over the whole sky. Based on the main parameters such as pulse energy, telescope diameter, telescope receiving angle of view, ozone concentration and solar background light intensity, the spectral width and transmittance of the 266nm and 355nm wavelength UV hyperspectral Rayleigh temperature measuring lidar system are studied. The echo signal SNR and temperature deviation parameters are numerically simulated and compared. The results show that the influence of atmospheric molecular and aerosol scattering on 266nm wavelength light is much greater than on 355nm wavelength light. The effective detection range of 266nm ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar system is about 4km during the day, which is 2.9 km longer than that of 355nm ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar system. The effective detection range of night 266nm ultraviolet hyperspectral Rayleigh temperature lidar system is 6 km. When the detection range is less than 5km, Detection temperature deviation of 266nm Ultraviolet Hyperspectral Rayleigh temperature Lidar is smaller than that of 355nm Ultraviolet Hyperspectral Rayleigh temperature Lidar during daytime. 10K.266nm UV Hyperspectral Rayleigh temperature Lidar can realize the detection of atmospheric temperature in the whole sky.
【作者單位】： 西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(41627807,61575159) 陜西省自然科學(xué)基金(2016JM6010) 陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)(15JK1529) 中國(guó)博士后科學(xué)基金(2015 M570846)
【分類(lèi)號(hào)】：TN958.98

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 曹開(kāi)法;黃見(jiàn);胡順星;;邊界層臭氧差分吸收激光雷達(dá)[J];紅外與激光工程;2015年10期

2 王玉峰;高飛;朱承炫;何廷堯;華燈鑫;;對(duì)流層高度大氣溫度、濕度和氣溶膠的拉曼激光雷達(dá)系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

3 劉金濤;陳衛(wèi)標(biāo);宋小全;;基于碘分子濾波器的高光譜分辨率激光雷達(dá)原理[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

4 毛建東;華燈鑫;胡遼林;王玉峰;汪麗;;全光纖拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)分光系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邵江鋒;華燈鑫;汪麗;王駿;閆慶;;全天時(shí)紫外高光譜瑞利測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2017年06期

2 李博;劉黎平;王改利;華燈鑫;陳超;黃翠銀;;“0866”華南特大暴雨災(zāi)害的綜合診斷[J];科學(xué)通報(bào);2017年13期

3 汪麗;譚林秋;常博;魯耕耕;高飛;華燈鑫;;全光纖M-Z干涉儀的高靈敏度與大動(dòng)態(tài)范圍多普勒激光雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)[J];光譜學(xué)與光譜分析;2017年03期

4 李博;華燈鑫;周艷;張銘;王玉峰;劉君;狄慧鴿;;拉曼激光雷達(dá)測(cè)溫的綜合多級(jí)質(zhì)量控制技術(shù)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2017年04期

5 成中濤;劉東;劉崇;白劍;羅敬;唐培鈞;周雨迪;張與鵬;徐沛拓;汪凱巍;沈亦兵;楊甬英;;多縱模高光譜分辨率激光雷達(dá)研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2017年04期

6 尚震;謝晨波;鐘志慶;王邦新;王珍珠;趙明;譚敏;劉東;王英儉;;用于測(cè)量流層水汽的拉曼激光雷達(dá)[J];紅外與激光工程;2016年12期

7 洪光烈;李嘉唐;孔偉;葛燁;舒嶸;;935nm差分吸收激光雷達(dá)系統(tǒng)及對(duì)流邊界層水汽廓線探測(cè)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2017年02期

8 孫海波;曹念文;;激光雷達(dá)反演氣溶膠光學(xué)特性的k值準(zhǔn)確度研究[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2017年01期

9 宋躍輝;魯雷雷;王玉峰;李仕春;辛文輝;閆慶;劉晶晶;華燈鑫;;Raman-Mie激光雷達(dá)探測(cè)西安地區(qū)夏季氣溶膠光學(xué)特性[J];西安理工大學(xué)學(xué)報(bào);2016年03期

10 羅敬;劉東;徐沛拓;白劍;劉崇;汪凱巍;楊甬英;唐培鈞;成中濤;劉艷陽(yáng);;基于偏振分光棱鏡的高精度偏振分光系統(tǒng)[J];中國(guó)激光;2016年12期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李鄒;林偉立;徐曉斌;張萬(wàn)誠(chéng);;香格里拉區(qū)域大氣本底站地面臭氧濃度的變化特征[J];長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境;2015年08期

2 曹開(kāi)法;黃見(jiàn);胡順星;;H_2、D_2及H_2/D_2混合氣體受激拉曼特性研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

3 徐慧;張晗;邢振雨;鄧君俊;;廈門(mén)冬春季大氣VOCs的污染特征及臭氧生成潛勢(shì)[J];環(huán)境科學(xué);2015年01期

4 范廣強(qiáng);張?zhí)焓?付毅賓;董云升;陳臻懿;劉建國(guó);劉文清;;差分吸收激光雷達(dá)監(jiān)測(cè)北京灰霾天臭氧時(shí)空分布特征[J];中國(guó)激光;2014年10期

5 麻曉敏;陶宗明;馬明俊;李成軍;王珍珠;劉東;謝晨波;王英儉;;基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)信號(hào)提取方法[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

6 王威;毛飛躍;龔?fù)?李俊;;基于激光強(qiáng)度分布的激光雷達(dá)重疊因子計(jì)算及其敏感性分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

7 張薇;吳松華;宋小全;靳磊;;夫瑯禾費(fèi)暗線激光雷達(dá)探測(cè)青島市郊大氣邊界層[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

8 王紅偉;華燈鑫;王玉峰;高朋;趙虎;;水汽探測(cè)拉曼激光雷達(dá)的新型光譜分光系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J];物理學(xué)報(bào);2013年12期

9 劉東;陶宗明;吳德成;王珍珠;王邦新;鐘志慶;伯廣宇;謝晨波;周軍;王英儉;;三波長(zhǎng)拉曼偏振激光雷達(dá)系統(tǒng)研制及探測(cè)個(gè)例[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

10 陶宗明;劉東;鐘志慶;史博;聶森;麻曉敏;周軍;;Measurements of cirrus clouds with a three-wavelength lidar[J];Chinese Optics Letters;2012年05期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔡喜平,趙遠(yuǎn),黃建明,韓權(quán),丁麗;成像激光雷達(dá)系統(tǒng)性能的研究[J];光學(xué)技術(shù);2001年01期

2 楊昭;李強(qiáng);;星載云-氣溶膠激光雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用[J];科技信息;2010年05期

3 ;陸上激光雷達(dá)系統(tǒng)檢查艦船的戰(zhàn)前準(zhǔn)備[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1974年08期

4 徐建春;;相干激光雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)議報(bào)道[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1986年10期

5 陳文革，，周曉邁，盧益民，黃鐵俠;海洋激光雷達(dá)系統(tǒng)的蒙特卡羅模擬方法研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1995年10期

6 J.P.Wolf,顧聚興;用全固體差分激光雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)量污染物質(zhì)[J];紅外;1995年04期

7 劉燕京;關(guān)于新一代激光雷達(dá)系統(tǒng)[J];測(cè)繪科學(xué);2003年01期

8 易翔,王蔚然;激光雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)值仿真[J];光子學(xué)報(bào);2004年01期

9 張宇,唐勐,陳鍾賢,吳杰,孫秀冬,蘇建忠,劉鋒,崔玉平;直接探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)的建模與仿真[J];紅外與激光工程;2004年06期

10 劉小勤,張寅超,胡歡陵,譚錕,楊高潮,邵石生;用車(chē)載差分吸收激光雷達(dá)系統(tǒng)遙測(cè)二氧化硫(英文)[J];紅外與激光工程;2005年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 魏新亞;朱詩(shī)兵;;天基成像激光雷達(dá)系統(tǒng)模擬仿真研究[A];2006通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十一屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 石錦衛(wèi);弓文平;白建輝;黃毅;劉一楠;劉大禾;;基于受激布里淵散射的激光雷達(dá)系統(tǒng)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

3 石錦衛(wèi);弓文平;白建輝;黃毅;劉一楠;劉大禾;;基于受激布里淵散射的激光雷達(dá)系統(tǒng)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

4 胡云;馮建美;邢廷文;;激光雷達(dá)系統(tǒng)中大氣散射光強(qiáng)的模擬計(jì)算[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 祝波;龔?fù)?史碩;宋沙磊;;一種基于植被反射的推掃式多光譜激光雷達(dá)系統(tǒng)研究[A];第十屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

6 姜海嬌;來(lái)建成;王春勇;嚴(yán)偉;李振華;;激光雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)距離成像質(zhì)量的影響研究[A];魯豫贛黑蘇五省光學(xué)（激光）學(xué)會(huì)2011學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2011年

7 韓紅;何姜;張勇;趙遠(yuǎn);孫秀冬;;激光雷達(dá)系統(tǒng)背景輻射噪聲的偏振抑制[A];2008年激光探測(cè)、制導(dǎo)與對(duì)抗技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

8 舒嶸;徐衛(wèi)明;黃庚華;;用于行星導(dǎo)航和軟著陸的激光雷達(dá)系統(tǒng)[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

9 趙琦;樊紅英;呂百達(dá);;大氣湍流對(duì)激光雷達(dá)系統(tǒng)的影響[A];第九屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

10 邱宗甲;陳思穎;張寅超;步志超;王玉詔;孔衛(wèi)國(guó);劉鵬;陳和;倪國(guó)強(qiáng);;氣溶膠探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)及誤差分析[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 記者 汪永安;首臺(tái)激光雷達(dá)系統(tǒng)問(wèn)世[N];安徽日?qǐng)?bào);2010年

2 記者 宋喜群 通訊員 楊甜;多波段拉曼—熒光激光雷達(dá)系統(tǒng)可用于霧霾探測(cè)[N];光明日?qǐng)?bào);2014年

3 記者 李欣瑤;蘭州大學(xué)研制出先進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)[N];甘肅日?qǐng)?bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 韓燕;臨近空間車(chē)載測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研制與風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 張飛飛;高時(shí)空分辨率多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

3 王章軍;基于分子濾波器和Fe玻爾茲曼方法的高低空測(cè)風(fēng)測(cè)溫激光雷達(dá)系統(tǒng)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

4 步志超;相干測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理算法研究[D];北京理工大學(xué);2014年

5 鐘山;基于純轉(zhuǎn)動(dòng)Raman激光雷達(dá)系統(tǒng)的大氣溫度和氣溶膠的探測(cè)及測(cè)風(fēng)邊緣技術(shù)的性能比較[D];武漢大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 何志遠(yuǎn);車(chē)載三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 陳肖;陣列化APD驅(qū)動(dòng)及信息處理電路研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 王瑋;可編程啁啾調(diào)幅單光子激光雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 韓彬;基于CPLD與MCU的激光雷達(dá)系統(tǒng)控制及信號(hào)處理電路研制[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 沈略;線陣激光雷達(dá)系統(tǒng)光電傳感電路[D];南京大學(xué);2016年

6 崔士寶;三維測(cè)量激光雷達(dá)系統(tǒng)掃描結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2016年

7 何動(dòng);面向同時(shí)測(cè)繪與定位的激光雷達(dá)系統(tǒng)[D];廣西大學(xué);2016年

8 董士軍;車(chē)載激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2017年

9 蘇恒;凝視成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究[D];浙江大學(xué);2012年

10 周琴;小型機(jī)載三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2412072