[科普中國]-CCD攝像能見度儀

簡介

激光雷達結構上與后向散射儀相似。激光雷達發(fā)射激光脈沖，激光脈沖在大氣中傳輸時，會因大氣中的空氣分子和氣溶膠粒子而產生散射和吸收。通過接收和測量大氣后向散射的光信號，便可以提取出不同距離處空氣分子和氣溶膠粒子光學參數的有關信息，進一步反演獲取大氣消光系數和大氣水平能見度。激光雷達不僅能測量水平能見度，而且也能測量傾斜能見度和垂直能見度。1

原理通常大氣在水平方向上是比較均勻的，因此水平方向上測量的激光雷達方程可寫為：

式中，P(R)是激光雷達接收到來自距離R處的大氣后向散射回波功率，C是激光雷達系統常數，β是大氣水平體積后向散射系數，σ是大氣水平消光系數。對上式兩邊取對數并對距離R求導得：

由于已假定大氣水平均勻，因此，對ln[P(R)R2]和R進行最小二乘法線性擬合，擬合直線斜率的一半則是激光雷達工作波長(如532 nm)處大氣的水平消光系數σ，它包含來自大氣中氣溶膠粒子和空氣分子的共同貢獻，此即所謂確定大氣消光系數σ的斜率法。1

確定激光雷達測量的實際回波信號中包含天空背景輻射和各種電子儀器的本底熱噪聲，因此在大氣水平能見度數據處理前必須進行背景信號的扣除。1

應用由于激光雷達能見度儀發(fā)射器光源采用激光，使得儀器結構復雜，成本相應增高，其業(yè)務使用受到一定的限制。多年來，許多國家都在嘗試將激光雷達式能見度儀改進為實用型儀器。2009年，由安徽循環(huán)經濟技術工程院依托中科院安徽光機所研制的激光雷達能見度監(jiān)測范圍可達50～5000 m，可實現每1～10分鐘輸出一組能見度值，并且可與高速公路現有的通信系統實現無線和有線方式互聯互通，從而達到能見度的實時監(jiān)測、預警。1

本詞條內容貢獻者為:

郭亮 - 副教授 - 中國海洋大學