合肥上空水汽时空变化特征的研究

详细阐述了L625多波长激光雷达的系统结构和主要性能参数。介绍了L625激光雷达测量水汽混合比廓线的测量原理和数据处理方法。对2002年该雷达测量得到的水汽混合比廓线进行分析,得出了合肥地区董铺岛(31.9°N,117.17°E)上空水汽的时空月季变化特征。分析结果表明:8月份合肥地区上空0.63km处水汽混合比为11.2g/kg,在所有月份中为最高值;2月和12月相对比较干燥,同高度处水汽混合比值仅为2.3g/kg。同时,水汽的季节变化非常明显,表现为夏季比较湿润,0.63km高度处水汽混合比均值为7.8g/kg;冬季较为干燥,相同高度处水汽混合为2.6g/kg,水汽混合比减少了5.2g/kg。     

激光雷达光束自动准直系统设计与实现

根据激光雷达原理并结合实际实验经验,设计了一套在计算机程序控制下的激光雷达光束自动准直系统.通过控制激光发射导向镜的位置,使激光在东西和南北方向扫描,对接收到的回波信号分析处理,得到最后方位使收发系统平行.操作过程每次只需10～20 min,精度可达到0.1 mrad.系统应用到大气温度监测中,将测量计算结果与模式CIRA86数据进行对比分析表明,反演高度30～45 km处误差1～3 K,45～65 km处误差2～5 K.     

RML探测大气气溶胶波长指数的不确定分析

为了提高喇曼-米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的精确度,利用不确定度传递公式对其不确定性进行了详细的理论分析,并结合喇曼-米散射激光雷达在合肥西郊的实际探测例子进行了实验研究,计算了信号、大气透过率比值和散射比参考值的相对不确定度,在高度6km以下信号相对不确定度一般小于30%,透过率比的相对不确定度一般小于4%,散射比参考值相对不确定度大小则由参考值与实际值差异而定.结果表明,适当增大激光脉冲能量和延长信号采集累计时间、准确标定散射比参考值可有效减小喇曼-米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的不确定性.     

一台监测高空钠层的激光雷达系统

介绍了一台监测高空钠层的激光雷达，通过共振荧光方法探测80-110km高度的钠层密度。雷达系统使用直径为1m的大口径接收望远镜，由Nd：YAG激光器泵浦染料激光器，波长589nm，脉冲激光能量77mJ。文中详细介绍了系统结构及光束自动调整、波长校正等系统特征技术，最后给出系统实测结果并分析。     

激光主动探测图像散斑自适应滤波抑制方法研究

激光主动照明成像具有作用距离远、系统分辨率高、可在低照度背景等复杂环境下获取目标图像等优点,但探测图像会受散斑噪声干扰.把高斯滤波、均值滤波和自适应滤波方法分别应用到仿真实验中进行散斑噪声抑制,实验表明:与高斯滤波和均值滤波相比,自适应滤波能有效抑制图像噪声,保留图像的边缘和细节信息.利用自适应滤波方法对获取的单帧和多帧累加平均的激光主动探测图像进行散斑抑制实验,使用散斑对比度进行定量分析,结果表明多帧短曝光图像累加平均可有效抑制图像的散斑噪声,自适应滤波可进一步降低图像的散斑噪声.     

小型化大气二氧化碳垂直廓线测量系统标定

通过Li-7500分析仪对小型化大气CO2探测系统进行标定和误差分析。首先,依据4天的测量数据标定CO2体积比浓度,系统采集的吸收度与Li-7500 CO2分析仪测量的CO2体积比浓度满足线性关系,得到的CO2体积比浓度标定系数一致性较好;其次,利用平均后的数据对系统标定,反演得到的CO2体积比浓度相对误差绝对值小于2.0%,与Li-7500 CO2分析仪数据相关性系数大于0.9,充分表明了系统的稳定性和可靠性;最后,根据温度变化对大气传输效应的影响,分析了合肥市科学岛近地面CO2的昼夜变化特征,结果表明近地面CO2体积比浓度变化与温度变化有较强的负相关性。综上证明了标定结果的准确性,为后续测量CO2垂直分布廓线提供了数据支持。     

差分吸收激光雷达测量对流层臭氧

利用激光雷达对对流层2～4km高度范围的臭氧分布进行了测量.测量结果表明,利用YAG激光器产生的两个波长(266nm和289nm),可以得到比较精确的臭氧分布.     

激光雷达与SAGE Ⅱ及HALOE卫星观测合肥地区平流层臭氧对比

通过与SAGEⅡ和HALOE两个卫星仪器多天的臭氧数据对比,验证了激光雷达观测合肥地区平流层臭氧数据的有效性．分析表明在18～37．5km范围内激光雷达与SAGEⅡ及HALOE观测得到的臭氧浓度分布表现了较好的一致性;其中,激光雷达与SAGEⅡ臭氧结果的相对偏差一般在20～32km范围内小于10％,32～35km范围内小于26.5％;激光雷达与HALOE臭氧结果的相对偏差在21～32km范围内一般小于15％．激光雷达、SAGEⅡ和HALOE三者同天或邻天的平流层臭氧结果相比,也表现了较好的一致性．     

闽西地区秋冬季节近地面大气折射率结构常数特性分析

分析了闽西地区近地面部分高度的折射率结构常数在部分月份的变化特点,结果表明:该地区的近地面折射率结构常数日变化具有较明显的局地特征;白天近地面折射率结构常数高度分布特点符合“-2/5”规律,夜间近地面折射率结构常数高度分布特点符合“-1/3”规律;在10～12月中,由于云量的影响,11月的湍流强度最弱,10月湍流强度最强;同高度条件下,晴天的折射率结构常数约是阴天的折射率结构常数2倍以上.     

光电探测器的量子噪声特性研究

光电探测器在高新技术领域有着广泛应用,量子噪声是光电探测器的一个主要噪声源,它影响和决定着探测的灵敏度,在误差分析中是一个重要的因素.讨论了噪声与误差的联系与区别.在分析量子噪声来源的基础上,用实验验证了光电探测器一次光电子发射的概率满足泊松分布律,但倍增的光电子发射概率由于倍增噪声而不再遵守泊松分布律.引入噪声比例因子来描述和处理光电探测器的误差.