[发明专利]一种基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法

权利要求书

1.一种基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

前处理模块去除原始回波信号中的高频噪声及背景噪声，得到有效回波信号；

前处理模块对得到的有效回波信号进行几何重叠因子校正，并计算经校正的信号的信噪比；

前处理模块对经过几何重叠因子校正的有效回波信号进行距离校正，得到距离校正信号及对数距离校正信号；

反演模块根据所述信噪比，确定消光系数的参考点，并获取参考点的消光系数，以及通过Fernald法反演探测路径上的消光系数；

反演模块利用分段斜率法获取探测路径上的消光系数，并依据拟合优度，表征出各段气溶胶均匀分布的程度；

反演模块根据拟合优度获取的消光系数进行加权平均，并进行滑动平均，得到最终的消光系数分布；

在表征气溶胶均匀分布的程度时，先将对数距离校正信号分为三段，并分别取9、15、51个点进行最小二乘法线性拟合，拟合直线斜率的一半即为对应点的消光系数；随后计算各点拟合直线的拟合优度R²，用以表征气溶胶均匀分布的程度：

其中，SSE为残差平方和，SST为总平方和，y_i为样本点的实际值，为样本点的拟合值。

2.根据权利要求1所述的基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，所述前处理模块在去除原始回波信号中的高频噪声时，通过分段滑动加权平均法去除原始回波信号中的高频噪声。

3.根据权利要求2所述的基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，在去除高频噪声时，所述原始回波信号从起点到终点依次分为三段，三段原始回波信号的长度比为1：2：7。

4.根据权利要求3所述的基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，在去除背景噪声时，将经过去除高频噪声的原始回波信号分为信号长度相等的十段，并取距离最远的一段回波信号作为背景噪声。

5.根据权利要求4所述的基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，所述反演模块在确定消光系数的参考点时，所述背景噪声起始点与终点之间信号的信噪比的均值作为基准信噪比，然后从前往后依次遍历信号，若当前点及其之后4个点的信噪比均小于基准信噪比的n倍，则将该点作为计算消光系数的参考点，其中，n的取值为2～5。

6.根据权利要求5所述的基于微脉冲激光雷达的气溶胶消光系数反演方法，其特征在于，所述反演模块在获取参考点的消光系数时，通过斜率法获取。