大气探测激光雷达组网观测一致性研究

摘要

通过激光遥感获取气溶胶、云垂直分布情况，对研究气溶胶、云微物理特性、辐射强迫效应以及污染物传输等具有重大意义。在实际应用中激光雷达受激光器能量、发散角以及透过率等影响，会导致各雷达面对同一目标物探测数据不一致。随着地基大气探测激光雷达逐步规模化、标准化，对雷达组网观测一致性开展研究具有重要意义。为保证组网激光雷达数据高质量和高可靠性，在雷达系统自标定基础上，利用太阳光度计、大气分子模型获取激光雷达系统常数，确保各激光雷达回波信号定量可比。通过激光雷达组网观测进行探测目标一致性比对试验，以验证激光雷达系统探测一致性精度。结果表明：标定后，532 nm距离修正信号在1～2 km区间相对偏差从64.89%降低到22.16%，在2～5 km区间相对偏差从49.26%降低到8.90%，在9.5～11.5 km相对偏差从46.83%降低到10.91%;532 nm退偏比在1～2 km区间相对偏差从69.68%降低到20.68%，在2～5 km区间相对偏差从71.24%降低到6.69%，在9.5～11.5 km相对偏差从140.24%降低到9.02%;532 nm后向散射系数在1～2 km区间相对偏差从37.45%降低到23.63%，在2～5 km区间相对偏差从29.15%降低到21.45%，在9.5～11.5 km相对偏差从76.02%降低到24.16%。组网激光雷达数据结果一致性较好，可在多站点进行高精度探测，在气候变化研究、碳排放监测和环境研究等领域发挥重要作用，为大规模大气变化规律研究提供高质量、有效数据。