光谱滤光器透射率参数对高光谱分辨率激光雷达的影响分析.pdf

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1、第34卷第8期光学学报Vo1．34，No．82014年8月ACTAOPTICASINICAAugust，2014光谱滤光器透射率参数对高光谱分辨率激光雷达的影响分析成中涛刘东罗敬杨甬英王治飞周雨迪黄寒璐沈亦兵(浙江大学光电系现代光学仪器国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要研究了高光谱分辨率激光雷达(HSRI)中光谱滤光器透射率参数对其反演大气气溶胶光学属性精度的影响。建立了一种基于普通三通道HSRL配置的、与光谱透射率参数有关的反演误差理论分析模型，并通过蒙特卡罗(MC)算法仿真验证了该误差分

2、析理论模型的正确性。理论模型及MC仿真结果表明，滤光器的分子信号透射率和谱分离比(SDR)越大，HSRL系统反演精度越高，并且SDR主导低海拔区域的反演精度，而分子信号透射率对高海拔区域的反演影响更明显。此结论适用于大多数具有类似的多信号通道结构的HSRL，对HSRL滤光器的选型和设计具有一定的指导意义。关键词大气光学；激光雷达；高光谱分辨率；光谱滤光器；反演精度；性能优化中图分类号TN958．98文献标识码Adoi：10．3788／A0S2Ol434．0801003InfluencesAnalys

3、isoftheSpectralFilterTransmissiononthePerformanceofHigh--Spectral--ResolutionLidarChengZhongtaoLiuDongLuoJingYangYongyingWangZhifeiZhouYudiHuangHanluShenYibing(StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumentation，DepartmentofOpticalEngineeringZhejiangUnive

4、rsity，Hangzhou，~iang310027，China)AbstractInfluencesoftransmissionparametersofthespectralfilterontheretrievalaccuracyforatmosphericaeroso1opticalpropertiesinhigh—spectra1．resolution1idar(HSRL)arestudied．ThetheoreticalanalysismodeIforretrieva1errorestima

5、tionrelatedtOthespectra1transmissionparametersiSestablishedbasedonageneralthree—channelHSRLconfigurationandthecorrectnessofthiserroranalyticalmodeliSvalidatedbyMonteCarlo(MC)simulations．ThemodelandtheMCsimulationresultsindicatethatthelargerthemolecular

6、transmittanceandthespectraldiscriminationratio(SDR)ofthefilterare，thelargertheHSRLaccuracyiS．Moreover．SDRdominatestheretrievalaccuracyatlOWaltitudeswhilethemoleculartransmittanceattachesmoreinfluencestotheretrieva1accuracyathighaltitudes．Theseresultsar

7、eexpectedtobeadaptabletomanyHSRLswhichhavethesimilarmulti—channellayoutthuscanprovidecertainguidelinestothechoosingordesigningofthefilter．Keywordsatmosphericoptics；lidar；highspectralresolution；spectralfilter；retrievalaccuracy；performanceoptimizationOCI

8、Scodes01O．1290；010．3640；01O．135O；OlO．1110：280．1100收稿日期：2014-03—17；收到修改稿日期：2O14一O4—29基金项目：国家自然科学基金(41305014)、浙江省教育厅科研项目(Y201329660)、浙江省“仪器科学与技术”重中之重学科开放基金(Ji130113)、中央高校基本科研业务费专项资金(2013QNA5006)、现代光学仪器国家重点实验室创新基金(MOI201208)、教育部博士点基金(20130