空间多普勒激光雷达地面散射信号分析

李志刚; 刘智深

doi:10.5768/JAO201637.0601003

空间多普勒激光雷达地面散射信号分析

李志刚¹,
刘智深²,

1.
鲁东大学物理与光电工程学院,山东烟台 264000;
2.
中国海洋大学海洋遥感研究所,山东青岛 266003;
3.
德国空间中心,德国慕尼黑 82234

基金项目:

国家自然科学基金（41206003）;山东省自然科学基金(ZR2012DQ010)

详细信息

作者简介:
李志刚（1980-），男，山东莱芜人，博士，主要从事大气激光雷达探测方面的研究工作。

中图分类号: TN249
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出版历程
- 收稿日期: 2016-07-26
- 修回日期: 2016-10-08
- 刊出日期: 2016-11-14

Analysis on ground scattering signal of Doppler lidar in space

1.
School of Physics and Optoelectronic Engineering,Ludong University,Yantai 264000,China;
2.
Ocean Remote Sensing Institute,Ocean University of China,Qingdao 266003,China;
3.
Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt (DLR),Munich 82234,Germany

摘要

摘要: 为了扩展空间多普勒激光雷达地面散射信号的应用范围，采用多个机载多普勒激光雷达飞行实验数据，对地面散射信号的强度、海拔高度、速度等特征进行了数据分析，并利用地面散射信号与上层大气信号强度的比值，可以等效体现地面反射率特征，即地面散射信号解算的海拔高度与数字海拔高度模型数据相吻合，两者平均值偏差小于20 m，标准偏差小于100 m；使用地面散射信号实现飞机速度校正，与使用飞机平台数据解算的结果具有较好的一致性，采用直接探测手段时，标准偏差小于1.5 m/s，采用相干探测手段时，标准偏差小于0.5 m/s，验证了利用地面散射实现空间平台速度校正的可行性。另外，针对云散射信号的存在和影响，提出了一种利用海拔高度数据比对的方法，实现云散射和地面散射的识别。
- 多普勒激光雷达 /
- 地面散射 /
- 海拔高度 /
- 飞机速度校正
Abstract: In order to expand the application of ground scattering signal for Doppler lidar in space, the characteristics of ground return in intensity, elevation and velocity are analyzed by using the flight data of several airborne Doppler lidars. The backscattering ratio of ground to the upper atmosphere can be used to reflect equivalently the ground reflectance properties,the comparison of ground elevation derived from lidar signal and digital elevation model shows a good consistency, with a mean deviation below 20 m and a standard deviation below 100 m; the dopper information of ground return can also be used for the plane speed correction, and the results shows a good consistency to the platform data results, with a standard deviation below 1.5m/s for direct detection system and 0.5 m/s for coherent detection system. The feasibility of velocity correction using ground return is verified. Besides these, a new method for the discrimination of cloud and ground return in a way of elevation comparison is proposed and analyzed.
- Dopper lidar /
- ground return /
- elevation /
- correction of plane speed

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期刊类型引用(10)

1.	胡长德，海书亮，徐小琴，王晨斌，马盛中. 一种调光调焦变倍训练系统的研究. 光学技术. 2025(01): 13-18 . 百度学术
2.	杨玉霞，王艳云. 基于单运动组元的双视场像方远心显微镜设计. 光学技术. 2025(02): 183-188 . 百度学术
3.	王起，张国芳. 基于同轴柯勒照明的大变倍比紧凑型显微镜设计. 中国光学(中英文). 2024(04): 921-931 . 百度学术
4.	吴羽婷，林志强，王敏. 15 mm～300 mm宽光谱变焦光学系统设计. 应用光学. 2023(03): 491-499 . 本站查看
5.	金鑫，肖作江. 大光斑激光眩目光学系统设计. 长春理工大学学报(自然科学版). 2023(04): 56-60 . 百度学术
6.	张坤，曲正，钟兴，李京宸，张茜. 30倍轻小型变焦光学系统设计. 光学精密工程. 2022(11): 1263-1271 . 百度学术
7.	陈鑫，甄胜来，方健，陶善静，俞本立. 用于偏振成像系统的20 mm～200 mm变焦物镜设计. 应用光学. 2022(05): 846-852 . 本站查看
8.	宋鹏飞，王春艳，孙昊，王志强，刘欢. 10倍变焦安防镜头光学系统设计. 长春理工大学学报(自然科学版). 2022(04): 39-43 . 百度学术
9.	王晓艳，徐高魁. 高隔离度激光通信终端光学系统设计. 红外与激光工程. 2021(07): 228-232 . 百度学术
10.	赵迎，接长伟. 激光通信终端光学系统杂散光抑制技术研究. 激光与红外. 2021(10): 1378-1382 . 百度学术

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