光学学报, 2018, 38 (2): 0201001, 网络出版: 2018-08-30   

基于小波去噪算法的全天时大气水汽拉曼激光雷达探测与分析 下载: 1118次

Detection and Analysis of All-Day Atmospheric Water Vapor Raman Lidar Based on Wavelet Denoising Algorithm
作者单位
西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
图 & 表

图 1. 水汽探测拉曼激光雷达系统示意图

Fig. 1. Schematic of Raman lidar system for water vapor measurement

下载图片 查看原文

图 2. 一组白天探测水汽拉曼散射信号去噪前后对比。(a)采用不同滤波器长度的小波族去噪后SNR和RMSE比较; (b)去噪前后距离校正平方结果比较

Fig. 2. Comparison of water vapor Raman scattering signals before and after denoising detected in daytime. (a) SNR and RMSE denoised by wavelet basis with different filter lengths; (b) comparison of range-square-corrected results before and after denoising

下载图片 查看原文

图 3. 一组白天探测米-瑞利散射信号去噪前后对比。(a)采用不同滤波器长度的小波族去噪后SNR和RMSE;(b)去噪前后距离校正平方结果比较

Fig. 3. Comparison of Mie-Rayleigh scattering signals before and after denoising in daytime. (a) SNR and RMSE denoised by wavelet basis with different filter lengths; (b) comparison of range-square-corrected results before and after denoising

下载图片 查看原文

图 4. 利用不同阈值函数对白天水汽拉曼散射信号进行去噪的结果

Fig. 4. Denoising results of daytime water vapor Raman scattering signals denoised with different threshold functions

下载图片 查看原文

图 5. 利用不同阈值获取方法对白天探测水汽拉曼散射信号进行去噪的结果。 (a) 距离校正平方信号; (b) SNR和RMSE

Fig. 5. Denoising results of water vapor Raman scattering signals denoised by different threshold acquisition methods in daytime. (a) RSCS; (b) SNR and RMSE

下载图片 查看原文

图 6. 利用不同阈值获取方法对米-瑞利散射信号进行去噪的结果。 (a)距离校正平方信号; (b) SNR和RMSE

Fig. 6. Denoising results of Mie-Rayleigh scattering signals denosied by different threshold acquisition methods in daytime. (a) RSCS; (b) SNR and RMSE

下载图片 查看原文

图 7. 白天激光雷达探测去噪前后的结果比较。(a)水汽和氮气拉曼散射回波距离校正平方信号;(b)水汽混合比廓线; (c)水汽探测SNR

Fig. 7. Comparison of lidar detection results before and after denoising in daytime. (a) RSCS of water vapor and nitrogen Raman scattering; (b) water vapor mixing ratio profile; (c) SNR of water vapor detection

下载图片 查看原文

图 8. 去噪前后激光雷达信号的回归关系。(a)米-瑞利散射信号; (b)水汽拉曼散射信号

Fig. 8. Regression relationship of lidar signal before and after denoising. (a) Mie Rayleigh scattering signal; (b) water vapor Raman scattering signal

下载图片 查看原文

图 9. 2016-09-22 00∶00-2016-09-23 00∶00连续探测水汽混合比THI图的去噪前后结果比较。 (a) 去噪前; (b)去噪后

Fig. 9. THI displays of water vapor mixing ratio in 2016-09-22 00∶00-2016-09-23 00∶00 before and after denoising. (a) Before denoising; (b) after denoising

下载图片 查看原文

图 10. 2016-09-22 00∶00-2016-09-23 00∶00气象站的水汽混合比变化

Fig. 10. Variation of water vapor mixing ratio taken by meteorological station in 2016-09-22 00∶00-2016-09-23 00∶00

下载图片 查看原文

表 1拉曼激光雷达系统主要参数

Table1. Specification parameters of Raman lidar system

ParameterValue
Laser wavelength354.7 nm
Laser energy per pulse150 mJ
Laser pulse repetition rate20 Hz
Telescope diameter600 mm
Field of view0.2 mrad
Focal length2000 mm
DM1R>99% at 350-365 nm,T>90% at 380-430 nm
DM2R>99% at 360-395 nm, T>90% at 400-430 nm
Central WL of IF1354.7 nm
Bandwidth of IF10.5 nm
Peaktransmittance of IF165%
Central WL of IF2386.7 nm
Bandwidth of IF20.5 nm
Peaktransmittance of IF265%
Central WL of IF3407.6 nm
Bandwidth of IF30.5 nm
Peaktransmittance of IF365%

查看原文

王玉峰, 曹小明, 张晶, 汤柳, 宋跃辉, 狄慧鸽, 华灯鑫. 基于小波去噪算法的全天时大气水汽拉曼激光雷达探测与分析[J]. 光学学报, 2018, 38(2): 0201001. Yufeng Wang, Xiaoming Cao, Jing Zhang, Liu Tang, Yuehui Song, Huige Di, Dengxin Hua. Detection and Analysis of All-Day Atmospheric Water Vapor Raman Lidar Based on Wavelet Denoising Algorithm[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(2): 0201001.

本文已被 6 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!