大氣是人類賴以生存的環(huán)境,大氣監(jiān)測(cè)是改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱為SLidar技術(shù)）是一種可探測(cè)大氣氣溶膠特性的新型大氣激光雷達(dá)技術(shù)。SLidar技術(shù)以沙氏原理為基礎(chǔ),融合了先進(jìn)的激光器技術(shù)、圖像傳感器等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣回波信號(hào)的探測(cè)與研究。SLidar技術(shù)探測(cè)到的大氣回波信號(hào)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(huì)降低信噪比,縮短測(cè)量距離,導(dǎo)致反演誤差增加。因此,對(duì)大氣回波信號(hào)進(jìn)行降噪處理,從而提高信噪比,對(duì)SLidar技術(shù)的研究和應(yīng)用具有非常重要的意義。本文重點(diǎn)開展了兩個(gè)方面的研究工作:沙氏大氣激光雷達(dá)降噪技術(shù)與大氣參數(shù)反演技術(shù),并分別介紹了其理論依據(jù)與具體實(shí)現(xiàn)方法。首先介紹了大氣激光雷達(dá)技術(shù)研究的背景和意義;第二章針對(duì)沙氏大氣激光雷達(dá)的原理、特點(diǎn)及系統(tǒng)各部分組成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹;第三章探討了大氣激光雷達(dá)信號(hào)的不同降噪技術(shù),重點(diǎn)介紹了小波變換原理,并利用小波閾值降噪方法對(duì)沙氏大氣激光雷達(dá)所測(cè)得的信號(hào)進(jìn)行降噪處理,通過實(shí)驗(yàn)分析、參數(shù)優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析等技術(shù)手段,最終確定了分解層數(shù)為5,小波基為sym6,以及改進(jìn)規(guī)則閾值與改... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)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(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大氣激光雷達(dá)技術(shù)研究進(jìn)展
        1.2.2 大氣激光雷達(dá)降噪技術(shù)研究進(jìn)展
        1.2.3 大氣激光雷達(dá)反演算法研究進(jìn)展
    1.3 論文各部分主要內(nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)
2 沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)
    2.1 常見大氣激光雷達(dá)
        2.1.1 米散射激光雷達(dá)
        2.1.2 瑞利散射激光雷達(dá)
        2.1.3 偏振激光雷達(dá)
        2.1.4 拉曼激光雷達(dá)
    2.2 沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 SLidar技術(shù)特點(diǎn)
    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(hào)處理單元
    2.4 本章小結(jié)
3 大氣回波信號(hào)降噪技術(shù)
    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(dòng)平均降噪
        3.2.2 Savitzky-Golay濾波降噪
        3.2.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饨翟?br>    3.3 小波分析降噪
        3.3.1 傅里葉變換
        3.3.2 短時(shí)傅里葉變換
        3.3.3 小波變換原理
        3.3.4 小波分析特點(diǎn)
    3.4 本章小結(jié)
4 小波閾值降噪實(shí)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(píng)價(jià)體系
        4.2.1 統(tǒng)計(jì)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(guān)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(jié)
5 大氣回波信號(hào)處理與反演分析研究
    5.1 信號(hào)處理步驟
        5.1.1 縱向累加
        5.1.2 中值平均
        5.1.3 降噪預(yù)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(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]瑞利激光雷達(dá)反演中層大氣溫度算法[J]. 劉星,楊國(guó)韜,王繼紅,杜麗芳,焦菁,王澤龍,荀宇暢.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]便攜式雙視場(chǎng)米散射激光雷達(dá)系統(tǒng)的研制[J]. 王界,劉文清,張?zhí)焓?李嶺,高潔.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]偏振激光雷達(dá)探測(cè)大氣—水體光學(xué)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(shí)偉.  遙感學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]基于小波變換的高光譜激光雷達(dá)回波微弱信號(hào)處理技術(shù)[J]. 劉國(guó)梁,胡堅(jiān),王震,周梅,李偉.  半導(dǎo)體光電. 2018(05)
[5]大氣探測(cè)激光雷達(dá)技術(shù)綜述[J]. 田曉敏,劉東,徐繼偉,王珍珠,王邦新,吳德成,鐘志慶,謝晨波,王英儉.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[6]沙氏大氣激光雷達(dá)技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 梅亮.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(09)
[7]基于微脈沖激光雷達(dá)的能見度反演算法[J]. 李紅旭,常建華,朱玲嬿,劉秉剛,徐帆.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2017(10)
[8]電力設(shè)備紅外圖像的小波閾值去噪方法研究[J]. 施兢業(yè),劉俊,陸龔琪.  光學(xué)技術(shù). 2017(02)
[9]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]. 李博,華燈鑫,周艷,張銘,王玉峰,劉君,狄慧鴿.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]集合背景誤差方差中小波閾值去噪方法研究及試驗(yàn)[J]. 劉柏年,皇群博,張衛(wèi)民,任開軍,曹小群,趙軍.  物理學(xué)報(bào). 2017(02)

博士論文
[1]高穩(wěn)定性高光譜分辨率激光測(cè)風(fēng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[D]. 吳松華.中國(guó)海洋大學(xué) 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(xué) 2004
[3]希爾伯特—黃變換局瞬信號(hào)分析理論的研究[D]. 鐘佑明.重慶大學(xué) 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(xué) 2018
[2]偏振及雙波長(zhǎng)氣溶膠Scheimpflug激光雷達(dá)（SLidar）技術(shù)研究[D]. 關(guān)鵬.大連理工大學(xué) 2018
[3]基于拉曼激光雷達(dá)的全天時(shí)大氣水汽含量探測(cè)與分析[D]. 曹小明.西安理工大學(xué) 2017
[4]大氣遙感激光雷達(dá)信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 段綠林.浙江大學(xué) 2017
[5]基于小波變換的圖像去噪算法與實(shí)現(xiàn)[D]. 袁紅梅.上海交通大學(xué) 2008
[6]地震信號(hào)的小波去噪方法研究[D]. 姚勝利.中南大學(xué) 2007
[7]海洋大氣激光探測(cè)中的數(shù)字信號(hào)處理[D]. 張娜.中國(guó)海洋大學(xué) 2007
[8]小波變換及其在地震資料去噪中的應(yīng)用[D]. 張旭蓮.西安科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3380707