[发明专利]一种用于气溶胶探测的对地激光雷达有效
| 申请号： | 201711157786.8 | 申请日： | 2017-11-20 |
| 公开（公告）号： | CN107976689B | 公开（公告）日： | 2019-09-06 |
| 发明（设计）人： | 王玉诏;罗萍萍 | 申请（专利权）人： | 北京空间机电研究所 |
| 主分类号： | G01S17/95 | 分类号： | G01S17/95;G01S17/87 |
| 代理公司： | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人： | 李晶尧 |
| 地址： | 100076 北京市丰*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 一种用于气溶胶探测的对地激光雷达，涉及激光大气遥感领域；包括双视线激光雷达和反演处理模块；双视线激光雷达包括第一激光雷达和第二激光雷达；第一激光雷达包括第一发射系统、第一回波接收系统和第一探测采集处理系统；第二激光雷达包括第二发射系统、第二回波接收系统和第二探测采集处理系统；第一激光雷达垂直向下对地进行观测得到激光雷达回波廓线；第二激光雷达沿倾斜θ角对地进行观测得到激光雷达回波廓线；第一激光雷达和第二激光雷达探测到的数据送入数据处理及反演模块2后可以反演得到消光系数廓线、激光雷达比廓线；本发明达到优于20％的气溶胶光学特性探测精度，同时也解决了当前拉曼激光雷达和高光谱分辨激光雷达系统的不足。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 用于 气溶胶 探测 激光雷达 | ||
【主权项】：
1.一种用于气溶胶探测的对地激光雷达，其特征在于：包括双视线激光雷达和反演处理模块；其中，双视线激光雷达包括第一激光雷达(1‑1)和第二激光雷达；第一激光雷达(1‑1)包括第一发射系统、第一回波接收系统和第一探测采集处理系统(1‑1‑3)；第二激光雷达包括第二发射系统、第二回波接收系统和第二探测采集处理系统；第一发射系统：垂直于地面向地面发射第一激光脉冲；经大气散射后产生第一后向散射回波光，第一后向散射回波光返回至第一回波接收系统；第二发射系统：与第一发射系统夹角θ，同一时刻，沿夹角θ方向向地面发射第二激光脉冲；经大气散射后产生第二后向散射回波光，第二后向散射回波光返回至第二回波接收系统；第一回波接收系统：接收返回的第一后向散射回波光，对第一后向散射回波光进行光谱滤波处理，生成滤波后的第一后向散射回波光，将滤波后的第一后向散射回波光聚焦到第一探测采集处理系统(1‑1‑3)；第二回波接收系统：接收返回的第二后向散射回波光，对第二后向散射回波光进行光谱滤波处理，生成滤波后的第二后向散射回波光，将滤波后的第二后向散射回波光聚焦到第二探测采集处理系统；第一探测采集处理系统(1‑1‑3)：接收滤波后的第一后向散射回波光，依次对滤波后的第一后向散射回波光进行光电转换、数据校正处理，生成校正信号SA，将校正信号SA发送至反演处理模块；第二探测采集处理系统：接收滤波后的第二后向散射回波光，依次对滤波后的第二后向散射回波光进行光电转换、数据校正处理，生成校正信号SB，将校正信号SB发送至反演处理模块；反演处理模块：接收第一探测采集处理系统(1‑1‑3)传来的校正信号SA；接收第二探测采集处理系统传来的校正信号SB；进行反演计算，得到大气消光系数廓线α(r)、后向散射系数廓线β(r)和激光雷达比廓线R(r)。
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- 张仁俊;赵自豪 - 南京红露麟激光雷达科技有限公司
- 2017-02-27 - 2019-07-26 - G01S17/95
- 本发明公开了一种基于宽谱选通相干探测的瑞利多普勒测风激光雷达。本发明使用带通滤波器滤除回波信号电流中的气溶胶米散射信号，并使用前置放大器对分子瑞利散射信号进行放大。使用可调带通滤波器对放大后的瑞利信号进行范围内的扫描滤波，实现电学上的扫描式鉴频器结构。本发明既使用了相干探测中，对弱信号具有放大作用、检测灵敏度高的优点，又利用了直接探测中使用鉴频器对回波信号进行鉴频，数据处理计算量小的优点。解决了传统相干测风激光雷达无法探测分子宽谱瑞利信号的问题，实现了相干多普勒测风激光雷达在测温和中高空探测的应用。
- 一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置-201910287328.9
- 陈科 - 陈科
- 2019-04-11 - 2019-07-19 - G01S17/95
- 本发明涉及一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，包括激光室、传输室、接收室和压缩机构，激光室内设有激光器和降温机构，接收室内设有接收器，压缩机构包括压缩板、气管和升降组件，升降组件包括顶板、滑板、升降单元、固定单元和两个支撑单元，降温机构包括水箱、密封板、水泵、降温管、喷管、若干喷头和若干散热片，该用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置通过压缩机构对传输室内的空气进行压缩，增大了污染物气体的浓度和激光的衰减程度，提高了设备检测的灵敏度，不仅如此，通过降温机构对激光器进行持续吸热降温，使得激光器在低温状态下能够更稳定的输出，有利于设备的精确测量，提高了该设备的实用性。
- 一种便携式气溶胶边界层红外探测激光雷达-201910386279.4
- 张帅;叶丛雷;施奇兵;况志强;朱宝平 - 合肥光博量子科技有限公司
- 2019-05-09 - 2019-07-19 - G01S17/95
- 本发明公开了一种便携式气溶胶边界层红外探测激光雷达，包括一箱体，箱体内设置有激光发射单元、回波信号接收单元、信号采集单元、电源单元、温度控制单元和控制单元，激光发射单元包括激光器、扩束镜和楔镜，回波信号接收单元包括遮光筒、非球面镜、遮光环组和反射镜，反射镜与遮光筒轴线呈锐角夹角设置，反射镜的反射光路焦点处设置有小孔光阑，小孔光阑后部依次设置准直透镜、窄带滤光片和会聚透镜，信号采集单元包括光电探测器和信号采集卡，所述光电探测器的接收靶面位于会聚透镜的焦点处；本发明的激光雷达，结构简单，成本低，体积小，重量轻，便于携带，环境适应性强，能够自身独立完成探测和计算。
- 一种基于相干测风激光雷达载噪比反演边界层高度的方法-201910407004.4
- 王冲;贾铭蛟;夏海云;岳斌;袁金龙 - 国耀量子雷达科技有限公司
- 2019-05-15 - 2019-07-19 - G01S17/95
- 本发明公开了一种基于相干测风激光雷达载噪比反演边界层高度的方法。其基本原理为：利用一台相干测风激光雷达，获取载噪比垂直廓线；对信号归一化后，利用小波协方差变换处理信号；找出小波变换后极大值对应的高度作为大气边界层顶的高度。与现有算法相比，仅使用相干测风激光雷达也能获取高时间分辨率的静力学大气边界层高度，结合风场反演获取的动力学大气边界层高度，有助于气候模型、天气预报模型、大气污染扩散模型精度的进一步提高。
- 基于频率下转换的大气测温激光雷达以及大气测温方法-201910171371.9
- 上官明佳;夏海云;薛向辉;窦贤康 - 中国科学技术大学
- 2019-03-07 - 2019-07-16 - G01S17/95
- 本发明公开了一种基于频率下转换的大气测温激光雷达以及大气测温方法，本发明技术方案采用短波激光，从而提高瑞利散射和转动拉曼散射的后向散射系数，在激光雷达接收端，采用频率下转换技术，将探测光的波长转换到光通讯波段，再利用光通讯波段的滤波器和探测器处理和探测温度相关的大气回波信号，进而反演大气温度信息。这一方面克服了近红外激光瑞利和转动拉曼后向散射信号弱的难点，另外一方面，解决了在短波长上，空间光滤波器的带宽大，价格昂贵和稳定性差的问题。
- 一种基于同轴光学及单光子探测技术的新型激光雷达及检测方法-201910217458.5
- 张景秀;张志伟;侯珑斐 - 北京是卓科技有限公司
- 2019-03-21 - 2019-07-09 - G01S17/95
- 本发明提供了一种基于同轴光学及单光子探测技术的新型激光雷达系统及检测方法，通过将一定频率的脉冲激光通过同轴激光装置发射到大气中，大气会对激光产生散射作用，后向散射激光通过同轴接收镜接收后，将光线聚焦，然后投射到探测器上；探测器可以实现自动增益调节，一旦有光信号输入，会输出脉冲信号；脉冲信号通过射频线缆进入TCSPC数据采集装置中，该装置可以实现32ps的分辨精度，因此可以准确的分辨信号的输入时间；信号采集后，后级算法会对数据进行实时处理，分析当前大气的状态，污染物的距离以及污染物的形态等。该雷达适于云高测试、团雾监测、污染物排放监测、激光测距、大气气溶胶监测、臭氧层测试、温湿度监测等等。
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