基于Matlab模拟微脉冲激光雷达回波信号

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⛄ 内容介绍

微脉冲激光雷达(Micro-Pulse LiDAR)是一种激光雷达系统,用于测量和获取大气、云层和其他大气参数的信息。微脉冲激光雷达发送非常短暂的脉冲激光,并记录激光回波信号。

微脉冲激光雷达的回波特点:

  1. 脉冲结构:微脉冲激光雷达发送的激光脉冲非常短暂,通常在纳秒级别。这种短脉冲能够提供高分辨率的距离信息。
  2. 强度与能量:回波信号的强度表示激光能量在接收时所接收到的光强,可用于反映目标的反射率。强度信号可以帮助识别目标或界定回波贡献主要来源。
  3. 多重回波:在某些情况下,激光脉冲可能遇到不同材料和目标的多次反射,导致多个回波。这可用于分析大气层结构或识别不同距离上的目标。
  4. 时间延迟:通过测量激光从发射到接的时间延迟,可以推断相对目标或大气层的距离。

微脉冲激光雷达回波信号的分析可以气和环境参数,如大气稳定性、云高度、云底高度等。此外,通过对回波信号的处理和算法,还可以获取其他信息,如大气成分浓度、粒子浓度等。

请注意,微脉冲激光雷达的回波信号处理通常需要使用专门的算法和技术,以从复杂的背景中提取目标信号,并进行距离分析。

⛄ 部分代码

% Name%     simulation_backscatter.m% Function% 微脉冲激光雷达回波信号模拟% Createtime% 2021.05.25% Usage%    [height_simulation,backscatter_origin_simulation,backscatter_simulation,height_base1,height_top1,height_base2,height_top2,height_base3,height_top3] = simulation_backscatter(height_start,height_end,resolution,layer_number,layer_base1,layer_top1,layer_base2,layer_top2,layer_base3,layer_top3)% Parameters  输入:%             height_start%可探测云层最低高度(建议0.3-0.5km)%             height_end%可探测云层最高高度(建议15-20km)%             resolution%高度分辨率%             layer_number%总云层数(可设置0-3层)%             layer_base1%第一层云设置的云底高度(km)%             layer_top1%第一层云设置的云顶高度%             layer_base2%第二层云设置的云底高度%             layer_top2%第二层云设置的云顶高度%             layer_base3%第三层云设置的云底高度%             layer_top3%第三层云设置的云顶高度%             输出:%             height_simulation:模拟的原始回波信号对应的高度%             backscatter_origin_simulation:模拟的原始回波信号%             backscatter_simulation:模拟的距离修正回波信号%             注意:由于设定的高度可能不在高度点上,输出的云底云高信息会改变从而落在高度所在的点上%             height_base1:输出的第一层云底高度%             height_top1:输出的第一层云顶高度 %             height_base2:输出的第二层云底高度%             height_top2:输出的第二层云顶高度%             height_base3:输出的第三层云底高度%             height_top3:输出的第三层云顶高度     % example%   生成三层云,输入第一层云的云底云高为3.5、 4.2;第二层云的云底云高为7.2、 8.4;第三层云的云底云高为10.5、%            11.3。输出第一层云的云底云高为3.5、 4.19;第二层云的云底云高为7.19、 8.39;第三层云的云底云高为10.49、%            11.3。代码为:clcclear allclose all height_start=0.5;%可探测云层最低高度(建议0.3-0.5km)height_end=20;%%可探测云层最高高度(建议15-20km)            resolution=100;%%高度分辨率            layer_number=3;%总云层数(可设置0-3层)            layer_base1=3.5;%第一层云设置的云底高度(km)            layer_top1=4.5;%第一层云设置的云顶高度            layer_base2=7.2;%第二层云设置的云底高度            layer_top2=8.4;%第二层云设置的云顶高度            layer_base3=10.5;%第三层云设置的云底高度            layer_top3=12.49;%第三层云设置的云顶高度           [height_simulation,backscatter_origin_simulation,backscatter_simulation,height_base1,height_top1,height_base2,height_top2,height_base3,height_top3] = simulation_backscatter(0.5,20,0.03,3,3.5,4.2,7.2,8.4,10.5,11.3)

⛄ 参考文献

[1] 朱琳.基于双角度双波段卫星数据反演大气气溶胶光学参数[D].中国科学技术大学[2023-06-25].

[2] 钟志庆,周军.微脉冲激光雷达探测信号的数值模拟计算[J].量子电子学报, 2003, 20(5):5.DOI:10.3969/j.issn.1007-5461.2003.05.023.

[3] 陈涛,赵玉洁,刘东,等.微脉冲激光雷达探测大气气溶胶定标反演新方法[J].中国激光, 2012, 39(5):5.DOI:CNKI:SUN:JJZZ.0.2012-05-042.

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