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拉曼气溶胶激光雷达

激光雷达的研究起源于上世纪60年代末，起初主要用于军1用领域，自1995年正式实现商业化之后，在测绘、资源勘探等领域发挥了越来越多的作用，在盛行的“黑科技”无人驾驶技术的开发上，激光雷达更是技术之一。随着技术的发展和完善，激光雷达的应用范围也越来越广，其中环境监测领域就是很重要的一个方面，拉曼气溶胶激雷达，可以用来测量颗粒物、臭氧、温度和湿度的变化等等。

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什么是拉曼激光雷达？

首先明白一下激光雷达，激光雷达是以激光为光源，通过探测激光与被探测无相互作用的光波信号来遥感测量的．使用振动拉曼技术进行测量的激光雷达技术即为拉曼激光雷达，主要用于大气遥感测量。拉曼激光雷达属于遥感技术的一种。

激光雷达作为一种主动遥感探测技术和工具已有近50 年的历史，拉曼气溶胶激雷达总代理，目前广泛用于地球科学和气象学、物理学和天文学、生物学与生态保持、等领域。其中，传统意义上的激光雷达主要用于陆地植被监测、激光大气传输、精细气象探测、气候预测、海洋环境监测等。随着激光器技术、精细分光技术、光电检测技术和计算机控制技术的飞速发展，激光雷达在遥感探测的高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有独到的优势。

激光雷达探测原理

光波的物理量可由强度、波长（频率）、相位、偏振态及指向性等来表示。光与物质相互作用主要表现为吸收及散射现象，按作用机理可以分为气溶胶等颗粒物引起的米氏散射，大气分子及原子等引起的瑞利散射、拉曼散射、荧光及共振散射和吸收等现象。通过对各种散射机理及效果进行分析，可以探测物质的物理及化学信息。大气探测激光雷达工作原理与微波雷达相似。一般采用脉冲激光器作为发射源，向大气中发射一束具有高指向性、高能量的窄脉冲宽度的激光束，通过望远镜收集大气中物质产生的后向散射光，并对散射光进行光谱分析，剔除杂散光信号，经光电转换后获得电信号，拉曼气溶胶激雷达中国区技术服务中，由计算机进行数据采集、信号分析及数据反演即可得到所需大气参数或信息。

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基于Fernald法研究了激光雷达比设定值与激光雷达有效探测范围内气溶胶光学厚度之间的函数关系。针对函数的连续性，拉曼气溶胶激雷达哪家好，提出了以光学厚度为收敛判据，采用二分法反演低层气溶胶激光雷达比的新方法。2014年7月下旬，利用太阳光度计和西安理工大学自主研发的拉曼-米氏激光雷达对西安局部地区大气进行了实验观测，并利用所提出的方法进行了数据反演。实验结果表明，西安局部地区气溶胶激光雷达比在观测期间比较平稳，基本为44或45。降雨当天，受大气湿度影响，激光雷达比值较大为51。利用激光雷达米氏散射回波信号和太阳光度计探测数据，提出了采用迭代反演算法开展气溶胶激光雷达比精细反演新方法，对研究气溶胶光学特性的精细反演算法具有重要的意义。