基于米勒矩阵的偏振激光雷达系统校正方法和实验观测
随着我国工业化的迅猛发展，由于颗粒物排放引起的大气污染问题也越发严重。气溶胶由不同形状的粒子组成，通常可分为球形粒子和非球形粒子，而不同形状的粒子反映了气溶胶的不同性质，利用气溶胶的偏振探测能有效区分球形粒子和非球形粒子。通过对气溶胶退偏比的连续观测有利于分析气候的演变过程，对污染性气溶胶的来源预测也具有十分重要的研究意义。 论文根据偏振激光雷达大气气溶胶探测原理，设计了一套基于分色片和窄带滤光片的多波长偏振激光雷达系统，利用偏振分光棱镜实现532nm波段水平偏振信号和垂直偏振信号的有效分离，实现该波段偏振信息的精确提取。由于系统各光学元件对偏振态的影响会引起水平通道和垂直通道的信号串扰，使退偏比探测结果产生偏差，而且这种影响是不可忽略的，因此本文提出了基于米勒矩阵分析系统产生的消偏振影响，并推导出本系统的退偏比校正函数。 依托西安理工大学激光雷达大气遥感研究中心，搭建了偏振激光雷达系统对大气气溶胶进行实验观测。通过反演算法获得后向散射系数和退偏比的垂直廓线，并且利用校正后的退偏比和后向散射系数来区分水云和冰云。实验结果表明，本系统夏季探测距离可达lOkm以上，冬季探测距离可达6km以上，校正后的水云退偏比范围为0.08-0.15，冰云退偏比范围为0.15-0.33。将实验结果与国内外文献数据比较取得较好的一致性，验证了系统校正方法的可行性。
偏振激光雷达;米勒矩阵;污染性气溶胶;退偏比;校正函数
西安理工大学
硕士
测试计量技术及仪器
华灯鑫;狄慧鸽
2015
中文
TN958.98;X513
70
2016-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）