[实用新型]移动式激光雷达质控装置

说明书

本实用新型公开了移动式激光雷达质控装置，所述移动式激光雷达质控装置包括：移动工具，所述移动工具的顶部具有光学窗口；校准用激光雷达，所述校准用激光雷达设置在所述移动工具上，所述光学窗口适于透过所述校准用激光雷达的输出光；电源，所述电源设置在所述移动工具上，且输出端连接所述校准用激光雷达；温控单元，所述温控单元控制所述移动工具内所述校准用激光雷达的所处环境的温度。本实用新型具有准确性好、一致性好、低成本、便捷等优点。

技术领域

本实用新型属于环境监测领域，具体地说涉及一种移动式激光雷达质控装置。

背景技术

近年来大气污染日益严重，PM2.5、PM10等大气气溶胶颗粒物污染对人类健康造成的危害受到越来越多的关注。大气激光雷达一般向大气中出射脉冲激光光束，气溶胶颗粒物会对脉冲激光产生后向散射光；通过接收后向散射光信号并解析其光强、偏振等特征，来分析气溶胶消光系数从而反演出大气中气溶胶粒子的分布和变化。

大气气溶胶消光后向散射比参数依赖于入射的激光波长、气溶胶粒子的尺度分布和化学组成，因此不同地理位置的气溶胶后向散射比都各不同，和当地该区域范围内的空气中粒子化学组分、温湿度等具有很大的相关性，并且会随着时间变化而变化，不同的季节都会呈现不同的变化，而一般米散射颗粒物激光雷达内部在进行消光反演计算时，该参与设定为固定常数，甚至出厂的激光雷达发送到其他地域后以出厂默认的固定参数作为该参数值，从而导致反演的米散射颗粒物激光雷达消光系数将存在一定偏差和误差，尤其是不同季节时的准确性偏差，影响米散射激光雷达测量的准确性。

激光雷达的校正需要专门的校准雷达，功能简单但是价值昂贵，用户不会单独购买标校雷达。一般激光雷达仪器厂商在出厂前进行一次标校，当雷达到达现场后不再进行单独标校，以出厂标校参数作为最终参数，因此雷达产地和实际使用位置的差异性将会带来测试误差。

如今，环保部门按照大气颗粒物监测激光雷达的测量结果作为执法的依据，如果测量值本身的数据偏差很大，则影响执法的准确性、合法性和司法的权威性。因此需对米散射颗粒物激光雷达测量地相应高度上的消光后向散射比进行标定。

目前已有方案是用拉曼激光雷达测量的数据进行标校，现有的技术只能提供固定站点式的拉曼雷达进行标校，该种方式是用少量的拉曼雷达来标校各个区域不同位置的米散射雷达，即通过网络查询的方式搜索空间上距离待标校米散射雷达地理位置最近的在线拉曼雷达，将自身的拉曼雷达数据作为校准源发送到预设范围内的米散射颗粒物激光雷达进行标校。一般情况下作为标校母机的拉曼激光雷达数量远小于米散射颗粒物激光雷达数量，并且地理位置间隔很远，并且各地的气候差异性大，依然存在较大的误差，如果要提高标校的准确性，则需要加大全国的拉曼激光雷达部署，形成部署网络，建设相应站房，需要投入大量的人力物力成本，产出性价比较低。可见，上述校准方式具有诸多不足，如：

1、准确性差，被标定的雷达一般与被标定的雷达在地理位置上存在一定的空间距离，然而不同地理位置、不同的大气环境，将会带来不同的大气分布特性，因此标定母机雷达获取的标定系数不完全适用于被标定雷达，依然存在一定的偏差。

2、一致性差，对于网络环境，被标校的米散射激光雷达只能获取最近地区的拉曼雷达进行标校，对于不同的雷达来说，如果采用了不同的拉曼雷达进行标校，各台拉曼雷达本身就存在一定差异性，因此一致性就存在一定的偏差，那么不同的雷达以不同的母机(拉曼雷达)标校出来的结果一致性偏差会更大。

3、便携性差，由于激光雷达对环境要求较高，为了保障雷达的可靠稳定运行，一般专门为雷达配备固定站房，作为标校母机的拉曼雷达一般放置在站房内部某个位置，无法拿到户外使用和移动观测使用，不具有便携性。

4、成本高，布点少，目前激光雷达逐渐形成组网平台，全国雷达雷达都会接入同一个网络，为了实现不同地区雷达的标校，势必要同样的部署很多拉曼雷达形成标校母机网络，标校母机的成本比雷达本身昂贵的多，不可能一台雷达附近配一台母机，这样带来成本上的高昂。