海洋剖面激光雷达探测中颗粒物偏振散射问题

垂向层化是海洋水体的基本特征之一,几乎所有海洋学科的测量与分析都需要直接或间接的剖面信息。激光雷达是目前唯一可以遥感方式获得百米级海洋剖面信息的手段,激光雷达水体回波信号主要受水分子与水体颗粒物吸收、散射作用的共同影响。从激光雷达的后向180°散射信号中反演水体颗粒物成分时,活体浮游植物及其降解物、无机颗粒(悬浮泥沙)、浮游动物、气泡等颗粒物在粒径、组分、形状、内部结构等方面的复杂性决定了水体光学特性的复杂性。180°处的体散射系数β(π)是激光雷达水体探测的基本参数,然而不同浮游植物颗粒的散射相函数在180°处相差10倍。目前的模拟仿真中采用的仅具有普适意义的Petzold体散射函数或Voss&Fry穆勒矩阵偏振参数,与具体的遥感探测水体的体散射函数或穆勒参数有很大的差别。针对这个激光雷达中最重要的基础性问题之一,也是主被动光学海洋观探测中的基本问题,进行了综述,并参考国际相关研究人员近些年的一些研究成果,试图提出后续应当重点解决的理论与技术问题。

漂浮式多普勒激光雷达低空风廓线反演方法

激光雷达能够提供高时空分辨率的大气风场数据,为了提高激光雷达在海上浮标等运动平台上的观测精度,开展了基于漂浮式测风激光雷达系统的海气边界层风场反演算法研究。利用自主研发的漂浮式测风激光雷达系统的观测数据,使用浮标平台姿态和径向速度校正方法、速度方位显示(VAD)风场反演方法,以及数据质量控制方法,提高风廓线反演结果的准确性。将同步观测实验结果与风廓线反演结果进行比对验证,结果表明水平风速和风向的比对误差分别为0.3 m/s和2.0°,决定系数分别为0.986和0.996,表明了漂浮式激光雷达风廓线反演算法的准确性。