使CO_2浓度测量误差减小的星载激光雷达波长优化

研究了星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达系统工作波长与大气CO2分子柱线浓度测量误差之间的关系,并优化波长以降低测量误差。首先介绍CO2分子柱线浓度测量原理,理论分析并模拟仿真了系统随机误差、温度不确定性误差、频率不稳定性误差和水蒸汽干扰误差随激光雷达工作波长变化关系,优化工作波长使浓度测量总误差达到最小值。最终选定激光雷达on-line波长为6361.2250cm-1,off-line波长为6 360.99 cm-1,并仿真计算得到温度不确定性为1 K、频率不稳定度为0.6 MHz时,共导致的CO2柱线浓度测量误差为0.587×10-6,达到CO2浓度测量精度1×10-6的要求,为星载IPDA激光雷达系统实现高精度CO2柱线浓度探测优化系统参数提供了参考。