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用于水汽混合比自标定的532 nm/660 nm双波长激光雷达

邓迁 吴德成 况志强 刘东 谢晨波 王英俭

邓迁, 吴德成, 况志强, 刘东, 谢晨波, 王英俭. 用于水汽混合比自标定的532 nm/660 nm双波长激光雷达[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1230004-1230004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1230004
引用本文: 邓迁, 吴德成, 况志强, 刘东, 谢晨波, 王英俭. 用于水汽混合比自标定的532 nm/660 nm双波长激光雷达[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1230004-1230004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1230004
Deng Qian, Wu Decheng, Kuang Zhiqiang, Liu Dong, Xie Chenbo, Wang Yingjian. 532 nm/660 nm dual wavelength lidar for self-calibration of water vapor mixing ratio[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1230004-1230004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1230004
Citation: Deng Qian, Wu Decheng, Kuang Zhiqiang, Liu Dong, Xie Chenbo, Wang Yingjian. 532 nm/660 nm dual wavelength lidar for self-calibration of water vapor mixing ratio[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1230004-1230004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1230004

用于水汽混合比自标定的532 nm/660 nm双波长激光雷达

doi: 10.3788/IRLA201847.1230004
基金项目: 

国家自然科学基金(41405032);中国科学院STS区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-022)

详细信息
    作者简介:

    邓迁(1988-),男,博士生,主要从事激光雷达与大气环境监测方面的研究。Email:838227958@qq.com

  • 中图分类号: P412

532 nm/660 nm dual wavelength lidar for self-calibration of water vapor mixing ratio

  • 摘要: 水汽混合比的标定是水汽拉曼激光雷达的一个重要问题。利用两台输出激光波长分别为532.1 nm和659.7 nm的两台YAG激光器,建立了一台能够实现水汽混合比自标定的双波长激光雷达,并开展了双波长激光雷达的探测性能测试试验。通过分析测量数据表明该激光雷达的探测性能能够满足水汽混合比自标定的要求。根据实测的大气气溶胶垂直分布,在气溶胶散射比大约为1.01的高度范围内,得到了该双波长激光雷达测量氮气混合比的标定常数为0.5450.031,相对误差为5.7%。这是实现水汽混合比自标定的关键一步,为水汽混合比的自标定奠定了基础。
  • [1] Lu Xianyang. Retrieval of horizontal distribution of aerosol mass concentration by micro pulse lidar[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(7):1697-1704. (in Chinese)
    [2] Solomon S, Qin D, Manning M, et al. Climate Change 2007:The Physical Science Basis[M]. New York:Cambridge University Press, 2007.
    [3] Kunz A, Mller R, Homonnai V, et al. Extending water vapor trend observations over Boulder into the tropopause region:Trend uncertainties and resulting radiative forcing[J]. J Geophys Res Atmos, 2013, 118:50831.
    [4] Wu Decheng, Liu Bo, Qi Fudi, et al. Tropospheric aerosols optical properties measured by a Raman-Mie lidar[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2011, 6(1):18-26.
    [5] Zhao Ming, Xie Chenbo, Zhong Zhiqing, et al. High spectral resolution lidar for measuring atmospheric transmission[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S):S130002. (in Chinese)
    [6] Tao Zongming, Liu Dong, Ma Xiaomin, et al. Development and case study of side-scatter lidar system based on charge-coupled device[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10):3282-3286. (in Chinese)
    [7] Wulfmeyer V, Hardesty R M, Turner D D, et al. A review of the remote sensing of lower tropospheric thermodynamic profiles and itsindispensable role for the understanding and the simulation of water and energy cycles[J]. Rev Geophys, 2015, 53(3):819-895.
    [8] Whiteman D N, Venable D D, Landulfo E. Comments on:Accuracy of Raman lidar water vapor calibration and its applicability to long-term measurements[J]. Appl Opt, 2011, 50(15):2170-2176.
    [9] Dr Isabelle Redi. Commission for instruments and methods of observation[D]. Geneva:WMO Observing and Information Systems Department, 2013:4-7.
    [10] Davide Dionisi, Fernando Congeduti, Gian Luigi Liberti, et al. Calibration of a multichannel water vapor Raman lidar through noncollocated operational soundings:optimization and characterization of accuracy and variability[J]. J Atmos Oceanic Technol, 2009, 27(1):108-121.
    [11] Sherlock V, Hauchecorne A, Lenoble J. Methodology for the independent calibration of Raman backscatter water-vapor lidar systems[J]. Appl Opt, 1999, 38(27):5816-5837.
    [12] Leblanc T, McDermid I S. Accuracy of Raman lidar water vapor calibration and its applicability to long-term measurements[J]. Appl Opt, 2008, 47(30):5592-5603.
    [13] Venable D D, Whiteman D N, Calhoun M N, et al. A lamp mapping technique for independent determination of the water vapor mixing ratio calibration factor for a Raman lidar system[J]. Appl Opt, 2011, 50(23):4622-4632.
    [14] Whiteman D N, Venable D D, Landulfo E. Comments on:Accuracy of Raman lidar water vapor calibration and its applicability to long-term measurements[J]. Appl Opt, 2011, 50(15):2170-2176.
    [15] Wu D, Wang Z, Liu D, Xie C, et al. Independent calibration of water vapor Raman lidar by using additional elastic measurements at water vapor Raman wavelength[C]//EPJ Web of Conferences EDP Sciences, 2016, 119:25007.
    [16] Brasseur G P, Orland J J, Tyndall G S. Atmospheric Chemistry and Global Change[M]. New York:Oxford University Press, 1999:654.
    [17] Hu Xuan, Li Daojing, Tian He, et al. Impact and correction of phase error in ladar signal on synthetic aperture imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3):0306001. (in Chinese)
    [18] Liu Dong, Liu Qun, Bai Jian, et al. Data processing algorithms of the space-borne lidar CALIOP:a review[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12):1202001. (in Chinese)
    [19] Avila G, Fernndez J M, Mat B, et al. Ro-vibrational Raman cross sections of water vapor in the OH stretching region[J]. J Mol Spectrosc, 1999, 196:77-92.
  • [1] 徐国权, 李广英, 万建伟, 许可, 董光焰, 程光华, 王兴, 韩文杰, 马燕新.  脉冲调制激光雷达水下成像系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210204-1-20210204-8. doi: 10.3788/IRLA20210204
    [2] 李光福, 南钢洋, 潘冬阳, 白雪, 刘帅, 孙志慧.  激光雷达测风系统信号采集处理研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20210467-1-20210467-7. doi: 10.3788/IRLA20210467
    [3] 杨程, 鄢秋荣, 祝志太, 王逸凡, 王明, 戴伟辉.  基于深度学习的压缩光子计数激光雷达 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200380-20200380. doi: 10.3788/IRLA20200380
    [4] 沈振民, 赵彤, 王云才, 郑永超, 尚卫东, 王冰洁, 李静霞.  混沌脉冲激光雷达水下目标探测 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406004-0406004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0406004
    [5] 董俊发, 刘继桥, 朱小磊, 毕德仓, 竹孝鹏, 陈卫标.  星载高光谱分辨率激光雷达的高光谱探测分光比优化分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 1-6. doi: 10.3788/IRLA201948.S205001
    [6] 赵海鹏, 杜玉红, 丁娟, 赵地, 史屹君.  移动机器人中激光雷达测距测角标定方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 630002-0630002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0630002
    [7] 高健, 周安然, 孙东松, 郑俊, 李梓霂, 韩於利.  多普勒激光雷达中种子激光注入的一种鉴别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 230001-0230001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0230001
    [8] 王强, 郝利丽, 唐红霞, 李贤丽, 牟海维, 韩连福, 赵远.  实际环境对量子激光雷达性能的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201847.S106006
    [9] 陶宗明, 单会会, 张辉, 张连庆, 王申浩, 麻晓敏, 周浦城, 姚翎, 薛模根, 王邦新, 谢晨波, 刘东, 王英俭.  单波长发射五通道接收激光雷达系统研制 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1030002-1030002(7). doi: 10.3788/IRLA201765.1030002
    [10] 夏文泽, 韩绍坤, 曹京亚, 王亮, 翟倩.  激光雷达距离估计技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906005-0906005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906005
    [11] 吴超, 刘春波, 韩香娥.  光波导相控阵激光雷达接收系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1030003-1030003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1030003
    [12] 孙贤明, 万隆, 王海华.  激光雷达探测水云退偏振比的敏感性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906001-0906001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0906001
    [13] 吕炜煜, 苑克娥, 魏旭, 刘李辉, 王邦新, 吴德成, 胡顺星, 王建国, 马振富.  对流层气溶胶和水汽的车载激光雷达系统的探测 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 330001-0330001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0330001
    [14] 尚震, 谢晨波, 钟志庆, 王邦新, 王珍珠, 赵明, 谭敏, 刘东, 王英俭.  用于测量流层水汽的拉曼激光雷达 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211003-1211003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211003
    [15] 单坤玲, 刘新波, 卜令兵, 郜海阳, 黄兴友.  激光雷达和毫米波雷达的卷云微物理特性的联合反演方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2742-2746.
    [16] 史风栋, 刘文皓, 汪鑫, 丁娟, 史屹君, 修春波.  室内激光雷达导航系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3570-3575.
    [17] 曹开法, 黄见, 胡顺星.  边界层臭氧差分吸收激光雷达 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2912-2917.
    [18] 姜成昊, 杨进华, 张丽娟, 李祥.  新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 411-416.
    [19] 崔智高, 李艾华, 姜柯, 苏延召, 金广智.  双目协同多分辨率主动跟踪方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3509-3516.
    [20] 梁善勇, 张伟, 王江安, 吴荣华, 马治国.  舰船尾流共轴激光雷达近场抑制比的计算方法 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2063-2067.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-05
  • 修回日期:  2018-08-03
  • 刊出日期:  2018-12-25

用于水汽混合比自标定的532 nm/660 nm双波长激光雷达

doi: 10.3788/IRLA201847.1230004
    作者简介:

    邓迁(1988-),男,博士生,主要从事激光雷达与大气环境监测方面的研究。Email:838227958@qq.com

基金项目:

国家自然科学基金(41405032);中国科学院STS区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-022)

  • 中图分类号: P412

摘要: 水汽混合比的标定是水汽拉曼激光雷达的一个重要问题。利用两台输出激光波长分别为532.1 nm和659.7 nm的两台YAG激光器,建立了一台能够实现水汽混合比自标定的双波长激光雷达,并开展了双波长激光雷达的探测性能测试试验。通过分析测量数据表明该激光雷达的探测性能能够满足水汽混合比自标定的要求。根据实测的大气气溶胶垂直分布,在气溶胶散射比大约为1.01的高度范围内,得到了该双波长激光雷达测量氮气混合比的标定常数为0.5450.031,相对误差为5.7%。这是实现水汽混合比自标定的关键一步,为水汽混合比的自标定奠定了基础。

English Abstract

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