大气探测激光雷达工作之前,首先要调整发射激光束与接收望远镜光轴的平行(又称准直或对光),使得接收到正确的回波信号。准直过程一般分为手动和 自动两种,手动准直费时费力,有一定的随机和任意性,难以定量评估。因此,高精度、高效率激光雷达自动准直系统的研制是提高激光雷达自动化 程度和确保正确探测数据的有效手段。介绍了大气探测激光雷达的工作原理,自动准直方法研究的重要性；综述了大气探测激光雷达自动准直方 法,其中着重介绍了激光雷达发射激光的扫描方法和自动准直结果的判定方法,最后比较了不同自动准直方法的优缺点。

大气中气溶胶光学厚度和可降水量情况为天文选址提供必不可少的评价依据,为天文观测提供重要参考。利用DTF型太阳辐射计对青海德令哈进行 观测,获得2013年9月至2015年1月晴天无云条件下的观测结果,进而得到该地区观测期间气溶胶光学厚度、ngstrm指数和大气可降水量的 日变化与季节变化特征。该地区的气溶胶光学厚度和可降水量日变化类型较多,可分为六种,有一定的季节性特征。不同季节中,秋季气溶胶光学 厚度最小,其他季节相当,而可降水量在夏季最大,明显高于其他季节。ngstrm指数春季最小,夏季和秋季次之,冬季最大。总体来说青海德令哈 的气溶胶光学厚度和可降水量都较小,大气较干净稳定,适合天文观测。

基于OMI(Ozone Monitoring Instrument, OMI)卫星传感器监测得到的2006年1月～2014年12月南京都市圈对流层NO2柱浓度数据和土地利用类 型数据,利用余弦曲线函数和HYSPLIT后向轨迹模型,分析了研究区对流层NO2时空分布特征以及污染物的来源。研究发现, 2006～2014年南京 都市圈对流层NO2柱浓度呈现出逐年增长的趋势和冬高夏低的季节变化特征；研究区对流层NO2污染物主要来自两个方面:大气气流的输送作 用影响了研究区对流层NO2季节性变化;不同的土地利用类型影响了南京都市圈的对流层NO2柱浓度。

利用HITRAN数据库中常温下的线强参数修正到了测量温度,利用算法得到合成校准光谱。将合成校准光谱和实验得到的光谱进行非线性最小二乘拟合,从而得到 不同温度下的标准CH4浓度。这种反演算法在常温下具有很高的精度,但随着温度的升高,浓度反演的误差逐渐增大。因此,有必要通过傅里叶变换红外光 谱(FTIR)技术,对高温气体反演进行温度修正,利用分区间给出温度修正系数的方法,结合HITRAN数据库,得到了较好的合成校准光谱。

基于PZT快速腔长扫描技术和可调谐连续DFB激光器,搭建了一套快速腔长扫描光腔衰荡光谱探测装置,通过PZT快速腔长扫描实现激光单纵模与光腔纵模的模 式匹配与破坏,以完成腔内光信号的独立衰减以及对此衰减过程快慢的测量。实验表明该装置不仅测量灵敏度高达10-9量级,而且稳定性强,装置简单 且易于操作。通过对CH4气体在1653.72 nm 附近的吸收光谱测量,并用HITRAN数据库模拟校准,验证了该装置的定量测量能力。利用该装置通过固定 激光波长测量吸收峰中心值方法对大气中CH4气体含量变化进行了探测。

针对FY-3A/VIRR传感器定标精度有限、且场地定标机会有限的问题,介绍了利用高精度的TERRA/MODIS 31通道对FY-3A/VIRR 红外4通道进行绝对交叉定标的方法。 选用2013年1月、3月和9月的卫星数据进行了交叉定标计算,并对交叉定标结果进行验证。结果表明,VIRR利用交叉定标系数计算的通道亮温与MODIS匹配 点处的实测结果具有很好的一致性,绝大多数的亮温偏差在1 K以内。对不同月份交叉定标结果进行的验证表明,交叉定标系数具有普遍适用性。

RossThick-LiSparseR模型和RossThick-LiTransitN模型是两种具有代表性的核驱动模型,可以较好地描述地表的方向反射特性。以大豆地、果园、草地、阔叶 林和玉米地五种地物为研究对象,采用变分正则化方法,反演得到了红色波段及近红外波段最优的双向反射分布函数(BRDF)模型参数。对比反演结果,分析了两种模型在不同条件下 的优势。结果表明,在红色波段和近红外波段,RossThick-LiSparseR模型的数据拟合能力比较强,反演结果更接近真实值,且稳定性高;两种模型在反演黑空反照率上有相同的优势。

准确获取气溶胶光学厚度对于气候变化研究和大气环境监测具有重要意义,卫星反演气溶胶光学厚度的产品较多,开展不同气溶胶光学厚度产品间 的对比研究,可为用户选择适合的气溶胶光学厚度产品提供重要依据。应用地基气溶胶观测网AERONET提供的气溶胶光学厚度数据,分析了MODIS气 溶胶产品对中国区域四种典型下垫面的适用性。通过对比发现：在中国区域,城郊、森林、湖泊下垫面气溶胶光学厚度反演算法中第六版本最优, 城市下垫面气溶胶光学厚度反演算法中第五版本最好。研究结论可为中国区域的MODIS气溶胶产品选择提供参考。

基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的温度应变交叉敏感原理,提出了一种新型的高灵敏度FBG温度传感器封装方法,该封装方法通过在金属管内设置弹簧进 行预应力封装,完全隔绝外界压力对FBG温度传感器测温的影响,可有效地解决温度和应变对FBG温度传感器交叉敏感的问题,同时提高FBG温度传感器的温 度灵敏度。对封装后的光纤光栅温度传感器进行温度特性测试和温度应力交叉敏感测试实验,结果表明,传感器中心波长的变化仅由温度变化引起,不受 压力变化的影响。另外,该传感器表现出较好的线性度和重复性,可以达到准确测量温度的目的。

精确控制光声光谱实验系统温度有助于提升系统灵敏度及稳定性。设计的温度控制系统由单片机STC12C5A60S2控制,以铂电阻Pt1000为温度传感器, Pt1000采用四线制接法,有效消除了引线电阻引起的误差,其信号处理电路由仪表放大器AD620构成。介绍了14位高速率模数转换器TLC3574的典型 工作电路,参考电压由LM4040提供。半导体制冷片由单片机输出的PWM波控制电流方向及导通时间,实现制冷加热,其驱动电路为场效应管H桥电路。 所设计的温度控制器控制范围0～40℃,控制精度达到0.06 ℃。