[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于激光雷達(dá)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010581013.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111736176A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊輝;楊爍珺;劉傳旭;李新建;孫彥飛;宗軍君;候智斌;薛向峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍炮兵防空兵學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/95
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/95;G01S7/48;G01W1/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于激光雷達(dá)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享方法。本發(fā)明中各地區(qū)的激光雷達(dá)持續(xù)向大氣環(huán)境中發(fā)送作為發(fā)射信號(hào)的激光，激光能穿過(guò)激光雷達(dá)上空由氣溶膠粒子和氮?dú)饬Ｗ右约八Ｗ訕?gòu)成的大氣環(huán)境，不同高度的粒子均對(duì)激光進(jìn)行后向散射，激光雷達(dá)接收到的后向散射回來(lái)的激光為回波信號(hào)。對(duì)該回波信號(hào)進(jìn)行處理，能夠獲取由消光系數(shù)廓線、后向散射系數(shù)廓線、退偏比廓線、水汽混合比廓線構(gòu)成的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，大氣環(huán)境數(shù)據(jù)中的這四類(lèi)數(shù)據(jù)為氣溶膠粒子和氮?dú)饬Ｗ右约八Ｗ拥臐舛取⒑穸取⒕嚯x地面的高度提供具體的數(shù)據(jù)特征，為氣象部門(mén)、航空部門(mén)等相關(guān)部門(mén)提供決策依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于激光雷達(dá)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享方法。

背景技術(shù)

大氣環(huán)境數(shù)據(jù)包括細(xì)菌、花粉和病毒等生物氣溶膠的濃度數(shù)據(jù)和厚度數(shù)據(jù)，大氣環(huán)境數(shù)據(jù)還包括生物氣溶膠距離地面的高度等數(shù)據(jù)，而后向散射系數(shù)、消光系數(shù)、水汽混合比、退偏比相互配合，能夠直觀地體現(xiàn)出生物氣溶膠的濃度、厚度以及距離地面的高度。

大氣環(huán)境中的生物氣溶膠是過(guò)敏傳染中毒的病原體重要來(lái)源，對(duì)人類(lèi)健康影響顯著，而現(xiàn)有的技術(shù)又不能獲取各地區(qū)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于激光雷達(dá)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享方法，能夠獲取各地區(qū)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于激光雷達(dá)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享方法，包括如下步驟：

S1，用于獲取大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的激光雷達(dá)向大氣環(huán)境中發(fā)送發(fā)射信號(hào)，激光雷達(dá)獲取發(fā)射信號(hào)在大氣環(huán)境中因發(fā)生后向散射而散射回來(lái)的信號(hào)，該散射回來(lái)的信號(hào)記為回波信號(hào)；

S2，獲取廓線元數(shù)據(jù)，廓線元數(shù)據(jù)包括激光雷達(dá)接收的回波信號(hào)的廓線；其中，回波信號(hào)的廓線由激光雷達(dá)接收的各個(gè)高度位置處的回波信號(hào)組成；

S3，將回波信號(hào)的廓線輸入到反演算法中，獲取反演廓線元數(shù)據(jù)，反演廓線元數(shù)據(jù)包括消光系數(shù)廓線、后向散射系數(shù)廓線、退偏比廓線、水汽混合比廓線；

大氣環(huán)境數(shù)據(jù)包括消光系數(shù)廓線、后向散射系數(shù)廓線、退偏比廓線、水汽混合比廓線；

S4，將與大氣環(huán)境數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的激光雷達(dá)的參數(shù)、與大氣環(huán)境數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的廓線元數(shù)據(jù)以及大氣環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至云平臺(tái)，完成大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的共享；所述激光雷達(dá)的參數(shù)包括激光雷達(dá)所在位置的經(jīng)度、緯度和海拔高度。

進(jìn)一步，步驟S3中的消光系數(shù)廓線由通過(guò)激光雷達(dá)上空各個(gè)高度位置處的回波信號(hào)計(jì)算得到的消光系數(shù)組成，后向散射系數(shù)廓線由通過(guò)激光雷達(dá)上空各個(gè)高度位置處的消光系數(shù)計(jì)算得到的后向散射系數(shù)組成，退偏比廓線由通過(guò)激光雷達(dá)上空各個(gè)高度位置處的回波信號(hào)計(jì)算得到的退偏比組成；

其中，將回波信號(hào)的強(qiáng)度輸入到Fernald反演算法中，獲得消光系數(shù)；

將回波信號(hào)輸入到瑞利散射模型中，獲得消光后向散射比，消光系數(shù)乘以消光后向散射比，獲得后向散射系數(shù)；

計(jì)算退偏比的具體步驟如下：

S31，計(jì)算回波信號(hào)的強(qiáng)度垂直于回波信號(hào)傳播方向的分量，記為回波信號(hào)的垂直分量；計(jì)算回波信號(hào)的強(qiáng)度平行于回波信號(hào)傳播方向的分量，記為回波信號(hào)的平行分量；

S32，將回波信號(hào)的垂直分量和回波信號(hào)的平行分量分別輸入到Fernald反演算法中，分別獲得消光系數(shù)的垂直分量和消光系數(shù)的平行分量；

S33，消光系數(shù)的垂直分量除以消光系數(shù)的平行分量，獲得退偏比。