大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算

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大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算

邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘建国, 刘洋

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邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘建国, 刘洋. 大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

引用本文:

邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘建国, 刘洋. 大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

Deng Pan, Zhang Tianshu, Chen Wei, Liu Jianguo, Liu Yang. Estimating noise scale factor and SNR of atmospheric lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

Citation:

Deng Pan, Zhang Tianshu, Chen Wei, Liu Jianguo, Liu Yang. Estimating noise scale factor and SNR of atmospheric lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算

doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

邓潘^1,2,3,
张天舒¹,
陈卫^1,2,3,
刘建国¹,
刘洋^1,2

1.
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031;
2.
中国科学技术大学,安徽合肥230036;
3.
解放军电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验,安徽合肥230037

基金项目:

国家自然科学基金(41205119);国家863计划(2014AA06A512)

作者简介:
邓潘(1981-),女,博士生,主要从事激光雷达大气探测方面的研究。Email:pdeng@aiofm.ac.cn

中图分类号: P413.2

Estimating noise scale factor and SNR of atmospheric lidar

Deng Pan^1,2,3,
Zhang Tianshu¹,
Chen Wei^1,2,3,
Liu Jianguo¹,
Liu Yang^1,2

1.
Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;
2.
University of Science and Technology of China,Hefei 230036,China;
3.
State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology,Electronic Engineering Institute,Hefei 230037,China

摘要: 信噪比是激光雷达辐射能力的表征,是度量激光雷达回波信号品质的重要参数,对信噪比的评估一直是研究者面临的问题。针对大气探测激光雷达,对激光雷达回波信号噪声比例因子(NSF)和信噪比进行了分析研究;通过自行研制的532 nm瑞利散射激光雷达的昼夜连续观测,对噪声比例因子进行了估算,计算得出实验激光雷达系统噪声比例因子在白天和夜间分别为0.07和0.034;采用白天噪声比例因子值对激光雷达回波信号信噪比进行了估算,计算结果表明:基于噪声比例因子的信噪比估算法可较好地估算出系统回波信噪比。该方法为大气激光雷达系统总体设计和大气参数反演提供了数据依据。
- 激光雷达 /
- 信噪比 /
- 信号比例因子 /
- 噪声
Abstract: The signal-to-noise ratio(SNR) of Lidar (light detection and ranging) reflects its radiance and is one of the most important parameters for evaluation of lidar return signal quality. However, it is very difficult to estimate the value of SNR quantitatively in practical engineering. At the first, the algorithm was used to estimate lidar returns noise scale factor(NSF) and SNR. Then, the value of NSF of the Rayleigh lidar were estimated by measuring 0-40 km atmosphere day and night with 532 nm wavelength laser, which is 0.07 in daytime and 0.034 in nighttime. Finally, the SNR of the atmospheric lidar was estimated by the value of NSF in daytime. Result shows that the method which based on the NSF in nighttime of lidar to estimate the value of SNR is feasible. The evaluating of NSF and SNR of the lidar can be used as the basis for its overall design and inversion.
- lidar /
- signal-to-noise ratio /
- noise scale factor /
- noise

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大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算

doi: 10.3788/IRLA201645.S130003

1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031;

2. 中国科学技术大学,安徽合肥230036;

3. 解放军电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验,安徽合肥230037

作者简介:
邓潘(1981-),女,博士生,主要从事激光雷达大气探测方面的研究。Email:pdeng@aiofm.ac.cn

收稿日期: 2016-02-08
修回日期: 2016-03-05
刊出日期: 2016-05-25

基金项目:

国家自然科学基金(41205119);国家863计划(2014AA06A512)

中图分类号: P413.2

关键词:

摘要: 信噪比是激光雷达辐射能力的表征,是度量激光雷达回波信号品质的重要参数,对信噪比的评估一直是研究者面临的问题。针对大气探测激光雷达,对激光雷达回波信号噪声比例因子(NSF)和信噪比进行了分析研究;通过自行研制的532 nm瑞利散射激光雷达的昼夜连续观测,对噪声比例因子进行了估算,计算得出实验激光雷达系统噪声比例因子在白天和夜间分别为0.07和0.034;采用白天噪声比例因子值对激光雷达回波信号信噪比进行了估算,计算结果表明:基于噪声比例因子的信噪比估算法可较好地估算出系统回波信噪比。该方法为大气激光雷达系统总体设计和大气参数反演提供了数据依据。

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