一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法与流程

本发明涉及海洋监测，具体为一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法。

背景技术：

1、蓝绿激光雷达是目前常用的激光观测海洋垂直剖面的技术。但当我们用激光雷达测量海水中成分和水下地形或目标时，光路上各种粒子和水分子会散射和吸收入射光和散射回波。这些散射和吸收会造成入射光和散射光在入射和回波方向的强烈衰减，从而使激光雷达的接收系统不能获得所测目标可靠的光学信号。光在路径上的衰减也是现有激光雷达不能测到更深海水层面的原因。

2、要解决这个难题，除了采用大功率蓝绿光激光器，研制更大尺寸的接收镜面，和考虑采用在阳光夫琅和费暗线(即太阳光被太阳自身物质完全吸收的谱段)上的蓝绿通道来消除阳光噪声对激光雷达信号的影响外，也需要一种采用对弹性散射的一个通道和对拉曼散射的两个通道同时观测的手段消除路径衰减的影响的方法。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，其特征在于，具体方法如下：

3、步骤一：采用激光发射器，用于发射激光至海水中，进而发生弹性散射(elasticscattering)与拉曼散射(raman scattering)；

4、步骤二，采用光学接收器用于接收拉曼散射光和弹性散射光，并对接收的信号进行处理；

5、步骤三，采用处理器，计算出弹性散射主波信号与“在弹性主频率的拉曼散射信号”的比值，具体利用拉曼散射斯托克斯线和反斯托克斯线在弹性散射主频率两边对称分布的特性，用拉曼散射两个频率信号的平均值来代表“在弹性主频率的拉曼散射信号”，这个“在弹性主频率的拉曼散射信号”就会有与弹性散射主波几乎完全相同的路径消光函数，因此，接收到的弹性散射主波信号与“在弹性主频率的拉曼散射信号”的比值就会基本摆脱路径消光的影响。

6、优选的，一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，所述步骤一的发射激光波长为488nm，步骤二接收的斯托克斯线拉曼散射光的波长为585nm，反斯托克斯线拉曼散射的波长为418nm。

7、优选的，一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，所述步骤三处理器计算出弹性散射主波信号与“在弹性主频率的拉曼散射信号”的比值，该比值用来消除光在路径上的散射和吸收影响。

8、本发明的有益效果为：

9、1.本发明通过测量海水的拉曼散射的光学信号，能消除光在路径上的散射和吸收影响，增加激光雷达的测量精度，有利于发现更深层的情况，提高对海洋环境的认识水平。

技术特征：

1.一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，其特征在于，具体方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，其特征在于：所述步骤一的发射激光波长为488nm，步骤二接收的斯托克斯线拉曼散射光的波长为585nm，反斯托克斯线拉曼散射的波长为418nm。

3.根据权利要求1所述的一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，其特征在于：所述步骤三处理器计算出弹性散射主波信号与“在弹性主频率的拉曼散射信号”的比值，该比值用来消除光在路径上的散射和吸收影响。

技术总结
本发明涉及一种提高激光雷达遥感海水剖面数据精度的方法，采用激光发射器与光学接收器用于发射激光及其接收拉曼散射光和弹性散射光；采用处理器，计算出弹性散射主波信号与“在弹性主频率的拉曼散射信号”的比值，使得观测值基本摆脱路径消光的影响。本发明通过对海水拉曼散射的测量，能消除光在路径上的散射和吸收影响，增加激光雷达对海洋垂直剖面的测量精度，提高对海洋环境的认识水平。

技术研发人员：孙文波,刘东,赵泓楷,袁明珠,周雨迪,陈皖
受保护的技术使用者：东海实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27