转动拉曼激光雷达用于大气折射修正的研究

大气与环境光学学报 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (5): 426-433.

转动拉曼激光雷达用于大气折射修正的研究

刘玉丽 1*, 王钰茹 1, 谢晨波 2

1 陆军步兵学院基础部理化教研室, 江西南昌 330103; 2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽合肥 230031

收稿日期:2022-07-20 修回日期:2022-08-19 出版日期:2023-09-28 发布日期:2023-10-11
通讯作者: E-mail: 13956989561@139.com E-mail:13956989561@139.com
作者简介:刘玉丽 (1979- ) , 女, 山东青州人, 硕士, 讲师, 主要从事物理学教学与激光雷达系统研究工作。 E-mail: 13956989561@139.com
基金资助:
陆军步兵学院自主立项课题

Investigation of atmospheric refractive modification based on rotational Raman lidar

LIU Yuli 1*, WANG Yuru 1, XIE Chenbo 2

1 Department of Physics and Chemistry, The Army Infantry Academy, Nanchang 330103, China; 2 Key Laboratory of Atmospheric Optics, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

Received:2022-07-20 Revised:2022-08-19 Online:2023-09-28 Published:2023-10-11

摘要/Abstract

摘要： 为了分析大气折射导致的定位误差，采用转动拉曼激光雷达测量的回波信号反演了大气折射指数廓线，根据目标定位误差理论获得不同高度处目标物的仰角定位修正值和距离定位修正值。研究结果表明：相同高度处目标物的仰角定位修正值和距离定位修正值随视仰角的增大而减小。当视仰角为10o时，位于10 km高度处目标物的仰角定位修正值为4.49'，距离定位修正值为10.37 m；当视仰角为40o时，相同高度处目标物的仰角定位修正值为1.19'，距离定位修正值为 2.80 m。该结果对目标定位误差的修正有一定的参考价值。

关键词: 激光雷达, 大气折射, 仰角修正, 距离修正

Abstract: In order to analyze the location error caused by atmospheric refraction, the vertical profiles of atmospheric refractive index are deduced based on the rotation Raman lidar return signals, and then, the elevation angle error and range error at different altitude are corrected according to the error correcting theory for target positioning. The results indicate that the target elevation angle error and range error decrease as the visual angle increases at the same altitude. When the visual angle is 10o, the elevation angle error of the target at 10 km reaches 4.49' and the range error is 10.37 m. When the visual angle increases to 40o, the elevation angle error of the target at the same altitude is only 1.19' and the range error is only 2.80 m. These analysis results have a certain reference value for the correction of target positioning error.

Key words: lidar, atmospheric refractivity, elevation angle correction, range correction

中图分类号:

TN958.98

刘玉丽, 王钰茹, 谢晨波 . 转动拉曼激光雷达用于大气折射修正的研究[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(5): 426-433.

LIU Yuli , WANG Yuru , XIE Chenbo . Investigation of atmospheric refractive modification based on rotational Raman lidar[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2023, 18(5): 426-433.

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