作为一种新型的激光探测雷达, 布里渊激光雷达可以用于海水参数的监测。针对现有的布里渊激光雷达反演模型存在反演精度和参数范围较小的缺点, 将频移和线宽作为自变量, 采用最小二乘法对温度与盐度进行了拟合, 提出了新的温度与盐度的反演模型。该模型提高了海水温度和盐度的反演精度与范围, 并从灵敏度、误差、不确定度三个方面对反演模型进行了分析。结果表明, 利用布里渊频移和线宽可以实现海洋温度和盐度的同步监测。在温度反演模型中, 布里渊线宽对温度的影响要大于频移对温度的影响, 新的模型温度反演范围从15 ℃≤T≤30 ℃扩大为10 ℃≤T≤30 ℃, 最大误差为0.17 ℃, 平均误差为0.07 ℃, 平均相对误差为0.27%, 比现有模型的精度提高了63.16%; 在盐度反演模型中, 布里渊频移对盐度的影响要大于线宽对盐度的影响, 该模型的反演范围也从30‰≤S≤35‰扩大为15‰≤S≤35‰, 最大误差为0.20‰, 平均误差为0.09‰, 平均相对误差为0.29%, 比现有模型的精度提高了77.50%。研究结果对布里渊激光雷达探测海水温度和盐度具有指导意义。

为了去除布里渊雷达系统中 Fabry-Perot标准具的谱线展宽对谱特征参数测量精度的影响, 本文提出了一种双参数拟合结合单参数拟合的方法。该方法首先根据 F-P标准具的谱线展宽原理, 采用双参数 L-M算法进行拟合, 分析了拟合参数中拟合向量初始值和最大迭代次数对拟合精度的影响; 然后针对其中一个拟合参数结果不稳定的问题, 选择附加一个单参数拟合来提高测量精度。实验结果表明, 该方法可以使谱特征参数测量精度稳定在 MHz量级, 保证了 0.1℃的温度测量精度。