大氣是人類賴以生存的環(huán)境,大氣監(jiān)測是改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。沙氏大氣激光雷達技術（以下簡稱為SLidar技術）是一種可探測大氣氣溶膠特性的新型大氣激光雷達技術。SLidar技術以沙氏原理為基礎,融合了先進的激光器技術、圖像傳感器等技術,實現(xiàn)對大氣回波信號的探測與研究。SLidar技術探測到的大氣回波信號不可避免地受到噪聲的影響,其主要來源為太陽背景光噪聲及圖像傳感器噪聲。噪聲會降低信噪比,縮短測量距離,導致反演誤差增加。因此,對大氣回波信號進行降噪處理,從而提高信噪比,對SLidar技術的研究和應用具有非常重要的意義。本文重點開展了兩個方面的研究工作:沙氏大氣激光雷達降噪技術與大氣參數(shù)反演技術,并分別介紹了其理論依據(jù)與具體實現(xiàn)方法。首先介紹了大氣激光雷達技術研究的背景和意義;第二章針對沙氏大氣激光雷達的原理、特點及系統(tǒng)各部分組成進行了詳細的介紹;第三章探討了大氣激光雷達信號的不同降噪技術,重點介紹了小波變換原理,并利用小波閾值降噪方法對沙氏大氣激光雷達所測得的信號進行降噪處理,通過實驗分析、參數(shù)優(yōu)化、實驗對比分析等技術手段,最終確定了分解層數(shù)為5,小波基為sym6,以及改進規(guī)則閾值與改... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大氣激光雷達技術研究進展
        1.2.2 大氣激光雷達降噪技術研究進展
        1.2.3 大氣激光雷達反演算法研究進展
    1.3 論文各部分主要內(nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點
2 沙氏大氣激光雷達技術
    2.1 常見大氣激光雷達
        2.1.1 米散射激光雷達
        2.1.2 瑞利散射激光雷達
        2.1.3 偏振激光雷達
        2.1.4 拉曼激光雷達
    2.2 沙氏大氣激光雷達技術
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 SLidar技術特點
    2.3 米散射SLidar系統(tǒng)
        2.3.1 發(fā)射單元
        2.3.2 接收單元
        2.3.3 信號處理單元
    2.4 本章小結
3 大氣回波信號降噪技術
    3.1 噪聲來源
        3.1.1 背景光噪聲
        3.1.2 圖像傳感器噪聲
    3.2 常見降噪方法
        3.2.1 滑動平均降噪
        3.2.2 Savitzky-Golay濾波降噪
        3.2.3 經(jīng)驗模式分解降噪
    3.3 小波分析降噪
        3.3.1 傅里葉變換
        3.3.2 短時傅里葉變換
        3.3.3 小波變換原理
        3.3.4 小波分析特點
    3.4 本章小結
4 小波閾值降噪實現(xiàn)方法研究
    4.1 小波閾值降噪基本過程
    4.2 降噪效果評價體系
        4.2.1 統(tǒng)計分析
        4.2.2 圖形分析
        4.2.3 能量分析
    4.3 小波閾值降噪關鍵步驟
        4.3.1 分解層數(shù)以及小波基的選取
        4.3.2 小波規(guī)則閾值的選取
        4.3.3 小波閾值函數(shù)的選取
    4.4 信噪比改善效果分析
    4.5 本章小結
5 大氣回波信號處理與反演分析研究
    5.1 信號處理步驟
        5.1.1 縱向累加
        5.1.2 中值平均
        5.1.3 降噪預處理
        5.1.4 重采樣
    5.2 大氣消光系數(shù)反演算法
        5.2.1 Collis算法
        5.2.2 Klett算法
        5.2.3 Fernald算法
        5.2.4 邊界值求解
    5.3 反演結果分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]瑞利激光雷達反演中層大氣溫度算法[J]. 劉星,楊國韜,王繼紅,杜麗芳,焦菁,王澤龍,荀宇暢.  空間科學學報. 2019(02)
[2]便攜式雙視場米散射激光雷達系統(tǒng)的研制[J]. 王界,劉文清,張?zhí)焓?李嶺,高潔.  儀器儀表學報. 2019(02)
[3]偏振激光雷達探測大氣—水體光學參數(shù)廓線[J]. 周雨迪,劉東,徐沛拓,毛志華,陳鵬,劉志鵬,劉群,唐培鈞,張與鵬,王雪霽,任佳煒,金時偉.  遙感學報. 2019(01)
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博士論文
[1]高穩(wěn)定性高光譜分辨率激光測風系統(tǒng)關鍵技術[D]. 吳松華.中國海洋大學 2004
[2]基于小波理論的變形分析模型研究[D]. 文鴻雁.武漢大學 2004
[3]希爾伯特—黃變換局瞬信號分析理論的研究[D]. 鐘佑明.重慶大學 2002

碩士論文
[1]基于主成分分析算法的氣溶膠微物理特性的反演與分析[D]. 張佳琪.西安理工大學 2018
[2]偏振及雙波長氣溶膠Scheimpflug激光雷達（SLidar）技術研究[D]. 關鵬.大連理工大學 2018
[3]基于拉曼激光雷達的全天時大氣水汽含量探測與分析[D]. 曹小明.西安理工大學 2017
[4]大氣遙感激光雷達信號處理關鍵技術研究[D]. 段綠林.浙江大學 2017
[5]基于小波變換的圖像去噪算法與實現(xiàn)[D]. 袁紅梅.上海交通大學 2008
[6]地震信號的小波去噪方法研究[D]. 姚勝利.中南大學 2007
[7]海洋大氣激光探測中的數(shù)字信號處理[D]. 張娜.中國海洋大學 2007
[8]小波變換及其在地震資料去噪中的應用[D]. 張旭蓮.西安科技大學 2006



本文編號：3380707