大气消光特性与机载激光雷达眼睛安全关系的研究

依据美国ANSI标准,定量分析了气溶胶、卷云和沙尘的垂直消光特性对机载激光雷达激光脉冲眼睛安全最大阈值能量的影响;以地基激光雷达探测得到的合肥上空沙尘暴为例,定量给出了大气中各成分消光特性对飞机眼睛安全最低高度的影响;模拟计算了各种大气成分的消光特性对激光脉冲眼睛安全系数的影响随高度的变化规律。计算结果表明:沙尘层对激光脉冲眼睛安全最大阈值能量的影响幅度可达几十毫焦。该结果为我国第一台机载大气探测激光雷达激光脉冲能量设置提供了基本依据。

机载大气探测激光雷达人眼安全分析

依据美国ANSI标准，模拟计算了0～12km的高度范围内不同的激光束发散角和不同激光脉冲能量比例的532和1064nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量。给出两种532和1064nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案：（1）激光束发散角为0.3mrad且532与1064nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶2；（2）激光束发散角为0.4mrad且532与1064nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶1。分析了用这两种激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案探测模式大气时所对应的信噪比。分析结果表明：这两种方案既能保证机载激光雷达对模式大气探测时地面人眼安全又能达到探测所要求的信噪比。

机载激光雷达沙尘探测能量优化配置的统计研究

依据美国ANSI标准，结合1999～2004年间地基激光雷达探测的合肥地区沙尘暴消光廓线，统计分析了机载大气探测激光雷达探测沙尘时偏振532nm垂直通道和1064nm通道所需的最小激光能量，模拟计算了机载大气探测激光雷达探测沙尘暴时在0-12km高度范围内不同激光束发散角和激光脉冲能量比例的532nm和1064nm激光脉冲眼睛安全最大阈值能量。以合肥地区沙尘暴消光特性的统计结果、地面人眼安全标准和两个“瓶颈”通道的探测能力为依据提出两种激光脉冲能量配置方案。