[发明专利]测量大气边界层高度的方法

权利要求书

1.一种测量大气边界层高度的方法，其特征在于，包括：

步骤A，由激光雷达向空中发射脉冲激光，接收经过大气散射与吸收后的回波信号；

步骤B，以预设的采样频率对所述回波信号的强度进行采样，得到不同散射目标高度对应的回波信号强度，其中，散射目标高度通过回波信号采集时间与脉冲激光发射时间的时间差计算；

步骤C，对每一回波信号强度进行订正，得到距离订正回波信号；

步骤D，由多个距离订正回波信号，按照以下公式计算大气边界层的高度：其中，RSCS为多个距离订正回波信号的其中之一，R为该回波信号对应的散射目标高度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

利用以下公式进行信号强度订正：RS’＝RS×Y(R)，其中，RS为订正前的回波信号强度，RS’为信号强度订正后的回波信号强度，Y(R)为散射目标高度对应的订正因子；

利用以下公式对信号强度订正后的回波信号进行背景噪音去除及距离订正：RSCS＝(RS′-RS₀)R²，其中，RSCS为距离订正回波信号，RS’为订正后的回波信号强度，RS₀为背景噪音。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤C之后还包括：利用预设阈值对距离订正回波信号强度进行筛选，大于该预设阈值t的距离订正回波信号被筛除；

所述步骤D中，所述多个距离订正回波信号为除被筛除距离订正回波信号外的距离订正回波信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述脉冲激光的波长为532nm，所述t＝5×10⁸；或所述脉冲激光的波长为1064nm，所述t＝2×10⁹。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由多个距离订正回波信号计算大气边界层的高度的步骤之后还包括：

步骤E，判断得到的大气边界层高度是否符合时间连续性特征，如果是，执行步骤E1，否则，执行步骤E2；

步骤E1，输出该大气边界层高度；

步骤E2，该距离订正回波信号被筛除，重新执行步骤D，所述步骤D中，所述多个距离订正回波信号为除被筛除距离订正回波信号外的距离订正回波信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲激光的波长与当前大气中气溶胶粒子直径相匹配。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤A包括：由激光雷达向空中发射两不同波长的脉冲激光；接收经过大气散射与吸收后的两组回波信号，经分色镜对接收到的激光束进行波长区分；

所述步骤D之后还包括：按照相应权重对由两个波长的脉冲激光得到的大气边界层高度进行处理，获得最终的大气边界层高度；

      h＝a₁×h₁+a₂×h₂

其中，h为最终得到的大气边界层高度；h₁为依据第一波长激光计算的大气边界层高度，a₁为其权重；h₂为依第二波长激光计算的大气边界层高度，a₂为其权重，a₁和a₂取决于当前天气情况下各种粒径大气例子所占的比例。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，a₁＝a₂＝0.5。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括：

利用预设阈值对两组距离订正回波信号进行筛选；

在两组距离订正回波信号中，筛除目标散射高度集合Ф对应的距离订正回波信号，Ф＝Ф1+Ф2，其中，Ф1为第一波长脉冲激光对应的一组距离订正回波信号中，大于第一预设阈值t1的距离订正回波信号对应的目标散射高度集合；Ф2为第二波长脉冲激光对应的一组距离订正回波信号中，大于第二预设阈值t2的距离订正回波信号对应的目标散射高度集合。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述第一波长为532nm，所述t1＝5×10⁸；所述第二波长为1064nm，所述t2＝2×10⁹。