[发明专利]一种纯转动拉曼激光雷达系统常数的标定方法

摘要

本发明公开了一种纯转动拉曼激光雷达系统常数的标定方法，激光雷达通过扫描系统进行水平方向探测，并在激光雷达水平探测路径附近放置温度测量仪，激光雷达和温度测量仪同时进行测量。通过激光雷达测量信号与温度测量仪测量得到的温度进行拟合。当水平数据测量次数i大于系统常数个数k时，即可解得纯转动温度测温激光雷达的全部系统常数。本发明利用纯转动拉曼激光雷达获得的水平拉曼散射信号和近地面的温度测量仪数据即可标定激光雷达系统常数，避免了常规的探空气球标定的时域变化差异，同时提高了标定方法的方便性，对于激光雷达的应用普及有很大的提升效果，它的反演精度高，适用范围广，可提高纯转动拉曼激光雷达适用性。

主权项

一种纯转动拉曼激光雷达系统常数的标定方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：将激光雷达通过扫描系统进行水平方向探测，保证发射和接收光束中没有障碍物；步骤2：在激光雷达水平探测路径上放置温度测量仪；步骤3：调试好激光雷达信号后，将激光雷达和温度测量仪同时进行测量，得到一系列时间序列的数据：和T_Tmeter(t_i)，其中P_low(t_i)、，P_high(t_i)和T_Tmeter(t_i)分别代表在t_i时刻放置温度测量仪位置的激光雷达低阶通道信号、高阶通道信号和温度测量仪测量得到的温度数据；步骤4：通过激光雷达测量信号与温度测量仪测量得到的温度进行拟合；激光雷达的温度反演公式可表示为：T_Lidar(t_i)＝f(a_k,Q(t_i))  k＝1，2，3…        (1)式中T_Lidar(t_i)是测量地点t_i时刻的激光雷达反演的温度值，f是反演函数，Q(t_i)为测量地点t_i时刻的两Raman通道比值，可以表示为a_k为待定标的系数列，k表示系统常数的个数；温度测量仪测量得到的温度可以表示为T_Tmeter(t_i)；不同时间序列的温度函数值的误差达到最小值，最理想误差为零，由最小二乘法原理，即要求定标区间内偏差总和最小，此时可有方程组：$\frac{\∂\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{(f(a_k,Q\left(t_i\right))-T_{\mathrm{Tmeter}}\left(t_i\right))}^2}{{\∂a}_k}=0---\left(2\right)$当水平数据测量次数i大于系统常数个数k时，即可解得纯转动温度测温激光雷达的全部系统常数。