[发明专利]一种用于区分雾、霾的激光雷达监测方法

权利要求书

1.一种用于区分雾、霾的激光雷达监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、采集激光雷达在连续时间内接收到的同一高度Z₀处的瞬时信号强度并根据该瞬时信号强度计算得到连续时间内同一高度Z₀处同一气团的后向散射系数

S2、对后向散射系数进行短时傅里叶变换，得到STFT(t，ω)；并将STFT(t，ω)的幅值进行归一化，另外绘制以时间为纵坐标t、频率ω为横坐标的时频图；

S3、将时频图中频率ω小于低于Fm的信号设定为低频信号，将频率ω大于Fm的信号设定为高频信号；Fm为预设值；

S4、计算低频分布比例d和高频分布比例g，低频分布比例d等于所有低频信号的幅度之和除以所有信号的幅度之和，高频分布比例g等于所有高频信号的幅度之和除以所有信号的幅度之和；其中，0≤d≤100％，0≤g≤100％，d+g＝100％；

S5、将后向散射系数绘制成波形图，根据高频分布比例g绘制出高频信号所占百分比图；

S6、结合后向散射系数绘制的波形图以及S2中的时频图综合判断出波动的时间段；

S7、判断高频信号所占百分比图中在S6记录的时间段内的高频分布比例，当S6中记录的时间段内高频分布比例超过预设比例阈值的占比大于N时，其中，0＜N≤100％，则判定为雾；反之，则判定为霾。

2.根据权利要求1所述的用于区分雾、霾的激光雷达监测方法，其特征在于：所述S1中后向散射系数β_Z(t)的获取方法为：

S1-1、激光雷达接收到不同高度Z的瞬时信号强度P_r(z)公式为：

其中，E₀为有效的激光能量；c表示光的速度；A为接收机孔径；z表示高度；β(z)是在高度z处某气团的后向散射系数；为双程大气投射度，代表在不同探测高度处，地面到探测高度之间大气的衰减；

S1-2、将上述公式1转换后得到不同高度Z的某气团的后向散射系数β_t(z)

S1-3、在连续时间t内连续采集同一固定距离Z₀处激光雷达接收到的瞬时信号强度即：将公式2转换成与时间t相关的公式，得到：

3.根据权利要求1所述的用于区分雾、霾的激光雷达监测方法，其特征在于：所述激光雷达为颗粒物激光雷达。