激光雷達在大氣探測中以其高探測靈敏度、高時間和空間分辨率的特點,逐漸成為大氣主動遙感的有力工具,基于瑞利散射的激光雷達大氣溫度廓線探測以其高信噪比的特點引起了研究員的廣泛關(guān)注。但是通常激光雷達回波信號中除去由溫度引起的瑞利散射以外,還存在由壓力引起的布里淵散射,二者混合疊加形成瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜,使得基于瑞利散射的激光雷達大氣溫度廓線探測出現(xiàn)困難。目前公認(rèn)描述瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線最好的數(shù)學(xué)模型為S6模型,但是模型不存在解析解,且僅描述瑞利-布里淵散射包絡(luò)光譜整體外部廓線,無法分離由溫度引起的瑞利散射與壓力引起的布里淵散射,降低了大氣參量的反演精度。為提高激光雷達大氣溫度的絕對探測精度,文中采用三個高斯函數(shù)線性疊加的方式描述瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜外部廓線,且該模型中擁有獨立的瑞利散射解析與布里淵散射解析式,能夠解耦包絡(luò)譜線中瑞利散射譜線與布里淵散射譜線。模型可以實現(xiàn)反演氣體的溫度與壓力的功能,通過選取瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線上四個離散的信息點帶入模型中求解未知參量后,利用得到與溫度相關(guān)的瑞利散射譜線與壓力相關(guān)的布里淵散射譜線分別計算獲得氣體的溫度值與壓力值。為驗證模型在激光雷達探... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容以及章節(jié)安排
2 瑞利-布里淵散射理論
    2.1 氣體散射特性
    2.2 瑞利-布里淵散射
        2.2.1 瑞利-布里淵散射區(qū)域劃分
        2.2.2 自發(fā)布里淵散射
        2.2.3 S6 模型碰撞模型
    2.3 基于瑞利散射氣體溫度探測理論
    2.4 本章小結(jié)
3 瑞利-布里淵散射譜線解耦方法
    3.1 建立瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線解耦模型
    3.2 模型分析
    3.3 瑞利-布里淵散射譜線特征參數(shù)反演
    3.4 本章小結(jié)
4 實驗系統(tǒng)搭建與優(yōu)化
    4.1 瑞利-布里淵散射譜線實驗探測系統(tǒng)
        4.1.1 激光器鎖頻
        4.1.2 大氣環(huán)境模型散射池
        4.1.3 基于掃描式固體腔Fabry-Perot干涉儀的分光系統(tǒng)
        4.1.4 散射信號數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)
    4.2 實驗系統(tǒng)可行性驗證
    4.3 本章小結(jié)
5 空氣瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線探測及譜線解耦
    5.1 空氣瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線探測
        5.1.1 恒定壓力不同溫度狀態(tài)下空氣瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線探測
        5.1.2 恒定溫度不同壓力狀態(tài)下空氣瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線探測
    5.2 抑制空氣瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線殘余Mie散射
    5.3 瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線解耦
        5.3.1 空氣分子溫度與壓力反演
        5.3.2 實驗瑞利-布里淵散射包絡(luò)譜線解耦
        5.3.3 實驗結(jié)果誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于激光散射的海水溫度遙感技術(shù)研究[D]. 任秀云.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]三視場恒星識別天文導(dǎo)航方法研究[D]. 王昊京.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2012



本文編號：3731864