[发明专利]基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法

权利要求书

1.一种基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，对相干激光雷达的光电探测器采样信号进行变换，获得对应于不同高度的谱数据；

步骤2，对不同高度的谱数据进行强度检测，得出不同高度处最大谱强度数据F(h)，最大谱强度数据包含大气信息，其中h为高度；

步骤3，将谱强度数据等效至激光雷达方程，同时也进行了距离校正：

其中，A为谱强度数据同回波强度转换的比例关系，为定值；K为系统常数；h为高度；β(h)为大气总后向散射系数，α(ξ)是关于高度ξ的大气总消光系数；

步骤4，利用大气消光系数与大气后向散射系数之间的对应关系，将大气总后向散射系数由大气总消光系数代替：β(h)＝α^k(h)/S₁，

S₁为消光后向散射比，k与激光发射波长、气溶胶离子特性相关，0.67≤k≤1，

对步骤3所得公式进行对数与微分处理，得到结果：

其中，步骤3公式的常数项做对数变为单独常数项，再微分计算时常数为0；

步骤5，结合伯努利方程解法，计算步骤4公式的未知函数α(h)，而α(h)可结合边界条件分为下面两种表达公式：

α_f(h)为后向大气消光系数，α(h_f)为其边界条件；

α_b(h)为前向大气消光系数，α(h_b)为其边界条件；

h_f及h_b分别为边界条件对应的高度值；

当高度大于等于h_f时，大气消光系数α(h)取α_f(h)；

当高度小于h_b时，大气消光系数α(h)取α_b(h)；

步骤6，在水平方向大气消光均匀的前提下，利用大气能见度同1550nm对应大气消光系数之间关系计算：

V(h)为不同高度的等效能见度，其中修正因子q为：

2.如权利要求1所述的基于相干激光雷达谱强度数据的大气能见度分析方法，其特征在于所述步骤4中，与激光发射波长、气溶胶离子特性相关的参数k，取k＝1。