留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析

史成龙 刘继桥 毕德仓 李世光 刘丹 陈卫标

史成龙, 刘继桥, 毕德仓, 李世光, 刘丹, 陈卫标. 机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
引用本文: 史成龙, 刘继桥, 毕德仓, 李世光, 刘丹, 陈卫标. 机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
Shi Chenglong, Liu Jiqiao, Bi Decang, Li Shiguang, Liu Dan, Chen Weibiao. Errors analysis of dioxide carbon concentrations measurement by airborne lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
Citation: Shi Chenglong, Liu Jiqiao, Bi Decang, Li Shiguang, Liu Dan, Chen Weibiao. Errors analysis of dioxide carbon concentrations measurement by airborne lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001

机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
基金项目: 

民用航天项目(1105231-CAO)

详细信息
    作者简介:

    史成龙(1988-),男,硕士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:shitousenlin@126.com;陈卫标(1969-),男,研究员,博士生导师,主要从事激光遥感和空间激光器等方面的研究。Email:wbchen@mail.shcnc.ac.cn

    史成龙(1988-),男,硕士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:shitousenlin@126.com;陈卫标(1969-),男,研究员,博士生导师,主要从事激光遥感和空间激光器等方面的研究。Email:wbchen@mail.shcnc.ac.cn

    通讯作者: 刘继桥(1978-),男,研究员,主要从事激光遥感和激光雷达技术器方面的研究。Email:x_qiao@siom.ac.cn
  • 中图分类号: TN249

Errors analysis of dioxide carbon concentrations measurement by airborne lidar

  • 摘要: 差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化碳浓度的有效手段。研究了机载路径积分差分吸收激光雷达测量二氧化碳柱线浓度的主要误差项,分析了这些误差项导致的二氧化碳柱线浓度反演误差。介绍了机载差分吸收激光雷达基本工作原理,并理论分析了大气温度、压强和水汽不确定性误差,激光频率稳定性和飞机姿态速度测量不确定性等系统误差,以及不同地表反射率产生的随机误差。分析结果表明:在二氧化碳浓度380 ppm(1 ppm=10-6)时,机载激光雷达二氧化碳柱线浓度综合测量误差约为0.71 ppm,满足1 ppm的二氧化碳柱线浓度高精度测量需求。
  • [1] Solomon S, Qin D, Manning M, et al. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panelon climate change[R]. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
    [2] Yoshida Y, Ota Y, Eguchi N, et al. Retrieval algorithm for CO2 and CH4 column abundance from short-wavelength infrared spectra observing satellite[J]. Atmos Meas Tech, 2011, 4: 717-734.
    [3] Chu Jinkui, Wang Wei, Cui Yan, et al. Measurement for influence of aerosols on polarized sky radiance[J]. Optics and Precision Engineering, 2012(3): 520-526. (in Chinese)褚金奎,王威,崔岩,等. 气溶胶对天空偏振辐射影响的测量[J]. 光学精密工程, 2012(3): 520-526.
    [4] Mao J, Kawa S R. Sensitivity study for space-based measurement of atmospheric total column carbon dioxide by reflected sunlight[J]. Appl Opt, 2004, 43: 914-927.
    [5] Bi Yanmeng, Wang Qian, Wang Zhongdong, et al. Advances on space-based hyper spectral remote sensing for atmospheric CO2 in near infrared band[J]. Chinese Journal of Optics, 2015, 8(5): 725-735. (in Chinese)毕研盟,王倩,杨忠东, 等. 星载近红外高光谱CO2遥感进展[J]. 中国光学, 2015, 8(5): 725-735.
    [6] Ehret G, Kiemle C, Wirth M, et al. Space-borne remote sensing of CO2, CH4, and N2O by integrated path differential absorption lidar: a sensitivity analysis[J]. Appl Phys, 2008, 90: 593-608.
    [7] Hua Dengxin, Song Xiaoquan. Advances in lidar remote sensing techniques[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(S): 21-27. (in Chinese)华灯鑫,宋小全. 先进激光雷达探测技术研究进展[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(S): 21-27.
    [8] Liu Jiqiao, Xie Yangyi, Li Shiguang, et al. Research on spaceborne lidar for global atmospheric greenhouse gase detection[J]. Infrared, 2013, 34(2): 22-26. (in Chinese)刘继桥,谢杨易,李世光,等. 用于全球大气温室气体探测的星载激光雷达研究[J]. 红外,2013,34(2): 22-26
    [9] Xie Yangyi, Liu Jiqiao, Jiang Jiaxin, et al. Wavelengths optimization to decrease error for a space-borne lidar measuring CO2 concentration[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1): 88-93. (in Chinese)谢杨易,刘继桥,姜佳欣,等. 使CO2浓度测量误差减小的星载激光雷达波长优化[J]. 红外与激光工程,2014,43(1): 88-93.
    [10] Wang Min, Hu Shunxing, Fang Xin, et al. Variation characteristics of water vapor mixing ratio profile over Hefei[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(S): 156-161. (in Chinese)
  • [1] 赵毅强, 张琦, 刘长龙, 武唯康, 李尧.  结合物理与几何特性的机载LiDAR数据分类方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230212-1-20230212-12. doi: 10.3788/IRLA20230212
    [2] 何微微, 武魁军, 冯玉涛, 王后茂, 傅頔, 刘秋新, 鄢小虎.  O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 813001-0813001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
    [3] 李杏华, 张冬, 高凌妤, 郭倩蕊, 景泉, 胡震岳.  离轴三反系统中视轴的偏转误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
    [4] 王涛, 赵建科, 田留德, 周艳, 杨利红, 陈琛, 段亚轩, 潘亮, 赵怀学, 刘锴, 万伟, 刘艺宁.  光电编码器与棱体轴线平行度对转角误差的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217001-0217001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0217001
    [5] 赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍.  激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
    [6] 卢新然, 宋路, 万秋华, 于海, 刘小树.  基于空间位置的增量式光电编码器误差检测系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017011-1017011(6). doi: 10.3788/IRLA201779.1017011
    [7] 胡林亭, 李佩军, 秦少刚.  吊舱激光指示精度计算方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617012-0617012(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0617012
    [8] 董志伟, 张伟斌, 樊荣伟, 李旭东, 陈德应, 于欣.  条纹原理激光雷达成像仿真及实验 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 730001-0730001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0730001
    [9] 朱精果, 李锋, 黄启泰, 李孟麟, 蒋衍, 刘汝卿, 姜成昊, 孟柘.  机载激光雷达双光楔扫描系统设计与实现 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 502001-0502001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0502001
    [10] 王建军, 许同乐, 李东兴, 霍文骁, 李云龙.  机载平台6-D运动误差对LiDAR点云质量的影响比较 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 830002-0830002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0830002
    [11] 郑循江, 张广军, 毛晓楠.  一种甚高精度星敏感器精度测试方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1605-1609.
    [12] 林金明, 曹开法, 胡顺星, 黄见, 苑克娥, 时东锋, 邵石生, 徐之海.  差分吸收激光雷达探测二氧化硫实验研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 872-878.
    [13] 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅.  热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2013-2020.
    [14] 马跃, 阳凡林, 卢秀山, 冯成凯, 李松.  对地观测星载激光测高系统高程误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 1042-1047.
    [15] 苏燕芹, 张景旭, 陈宝刚, 杨飞, 赵宏超.  谐波分析方法在提高精密转台回转精度中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 274-278.
    [16] 苑克娥, 张世国, 胡顺星, 林金明, 邵石生, 曹开法, 黄见, 徐之海, 徐惠玲.  拉曼散射激光雷达反演二氧化碳测量结果的可靠性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1135-1139.
    [17] 叶函函, 王先华, 吴军, 方勇华.  大气二氧化碳贝叶斯反演中误差矩阵的构建方法研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 249-253.
    [18] 冯英翘, 万秋华, 宋超, 赵长海, 孙莹, 杨守旺.  光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2283-2288.
    [19] 王宁, 贾辛, 邢廷文.  子孔径拼接检测浅度非球面 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2525-2530.
    [20] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  585
  • HTML全文浏览量:  94
  • PDF下载量:  217
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-10
  • 修回日期:  2015-10-10
  • 刊出日期:  2016-05-25

机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
    作者简介:

    史成龙(1988-),男,硕士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:shitousenlin@126.com;陈卫标(1969-),男,研究员,博士生导师,主要从事激光遥感和空间激光器等方面的研究。Email:wbchen@mail.shcnc.ac.cn

    史成龙(1988-),男,硕士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:shitousenlin@126.com;陈卫标(1969-),男,研究员,博士生导师,主要从事激光遥感和空间激光器等方面的研究。Email:wbchen@mail.shcnc.ac.cn

    通讯作者: 刘继桥(1978-),男,研究员,主要从事激光遥感和激光雷达技术器方面的研究。Email:x_qiao@siom.ac.cn
基金项目:

民用航天项目(1105231-CAO)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化碳浓度的有效手段。研究了机载路径积分差分吸收激光雷达测量二氧化碳柱线浓度的主要误差项,分析了这些误差项导致的二氧化碳柱线浓度反演误差。介绍了机载差分吸收激光雷达基本工作原理,并理论分析了大气温度、压强和水汽不确定性误差,激光频率稳定性和飞机姿态速度测量不确定性等系统误差,以及不同地表反射率产生的随机误差。分析结果表明:在二氧化碳浓度380 ppm(1 ppm=10-6)时,机载激光雷达二氧化碳柱线浓度综合测量误差约为0.71 ppm,满足1 ppm的二氧化碳柱线浓度高精度测量需求。

English Abstract

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回