[发明专利]一种基于水体叶绿素浓度的星载海洋激光雷达探测能力评估方法

权利要求书

1.一种基于水体叶绿素浓度的星载海洋激光雷达探测能力评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：计算给定叶绿素浓度下特定波长的光学参数，所述的给定叶绿素浓度下特定波长的光学参数包括散射角为180°的后向散射系数β_π(λ)和漫衰减系数K_d(λ)；

步骤2：计算给定波长在大气中的透过率T_a；

步骤3：通过后向散射系数β_π(λ)、漫衰减系数K_d(λ)和透过率T_a，计算星载海洋激光雷达回波信号P_s(λ，z)；

步骤4：计算背景光接收功率P_b；

步骤5：计算接收器内部噪声

步骤6：计算星载海洋激光雷达信噪比SNR_db，

其中，η为光电倍增管的响应度，M为倍增系数，I_D为暗电流；

步骤7：根据信噪比衰减深度来表征特定波段下的星载海洋激光雷达探测能力，

所述的信噪比衰减深度信噪比为0时的深度：

Z_max(λ)＝Z_SNR＝0dB(λ)，

此时的最大深度即为该波段、该叶绿素浓度下的探测能力。

2.根据权利要求1所述的基于水体叶绿素浓度的星载海洋激光雷达探测能力评估方法，其特征在于：

步骤1所述的给定叶绿素浓度下特定波长的光学参数包括散射角为180°的后向散射系数β_π(λ)和漫衰减系数K_d(λ)，其中β_π(λ)为：

其中，λ为激光波长；为散射角为180°的散射相函数，表示为g为非对称参数，θ为散射角；b_b(λ)为后向散射系数，表示为b_w(λ)为水体的散射系数，b_bp(λ)为叶绿素的后向散射系数，表示为其中b_p55(Chl)为550nm下的叶绿素后向散射系数，表示为b_p550(Chl)＝0.416(Chl)^0.766，其中Chl为叶绿素浓度；

K_d(λ)为：

K_d(λ)＝K_w(λ)+K_bio(λ)

其中K_w(λ)为纯水的漫衰减系数，K_bio(λ)为叶绿素的漫衰减系数，表示为K_bio(λ)＝χ(λ)·Chl^e(λ)，其中χ(λ)和e(λ)为相应波长下的尺度参数。

3.根据权利要求1所述的基于水体叶绿素浓度的星载海洋激光雷达探测能力评估方法，其特征在于：

步骤2所述给定波长在大气中的透过率为：

其中，H₀为大气高度；α_m(h)为大气分子散射系数；α_a(h)为气溶胶衰减系数；h为海拔高度；

α_m(h)表示为α_m(h)＝σ_m·N_m(h)·10⁵，其中σ_m为大气分子散射截面；N_m(h)为分子数密度；

α_a(h)表示为：