激光雷达测气溶胶消光系数实验研究
激光雷达探测气溶胶实验报告
南京信息工程大学激光雷达探测气溶胶实验报告 姓名：周标 学号：20121359069 学院：物理与光电工程学院 专业：光信息科学与技术 二〇一四年十二月十二日
摘要：大气气溶胶影响着天气和气候的变化，通过用激光雷达对水平大气中的气溶胶进行连续观测，得到大气气溶胶浓度的高度分布数据，用Klett法反演和斜率法得到了气溶胶消光系数数值并利用MATLAB程序用计算机对所得实验数据快速方便地直接得出出测量结果和图示。 关键词：气溶胶；激光雷达；探测；Klett反演算法；斜率法；消光系数；MATLAB 前言 大气气溶胶是指悬浮在大气中直径为0.001—100μm的液体或固体微粒体系。对流层气溶胶的形成与地球表面的生态环境和人类活动直接相关。地面扬尘、沙尘暴、林火烟灰、花粉与种子、海水溅沫等是对流层气溶胶的自然源,人工源则是由工业、交通、农业、建筑等直接向对流层中排放的气溶胶粒子。同时,对流层大气中许多气态污染物的最终归宿是形成气溶胶粒子,如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等通过气粒转化生成气溶胶粒子。这些气溶胶粒子通过吸收和散射太阳辐射以及地球的长波辐射而影响着地球大气系统的辐射收支,它作为凝结核参与云的形成,从而对局地、区域乃至全球的气候有着重要的影响。对流层气溶胶粒子对激光的吸收和散射作用使它成为激光大气传输的重要消光因子。 激光雷达为大气气溶胶探测研究提供了有力的工具。数十年来,激光技术的不断发展为激光雷达大气气溶胶探测提供了所需要的光源。另一方面,信号探测和数据采集及其控制技术的发展使激光雷达在大气气溶胶的探测高度、空间分辨率、时间上的连续监测和测量精度等方面具有全面的优势,是其它探测手段不能比拟的。 本文介绍该激光雷达的总体结构、技术参数及其工作原理,同时给出了大气气溶胶的垂直消光系数廓线以及典型测量结果的分析和讨论。 1，研究的目的 大气中，尘埃、烟雾、云团等气溶胶粒子对大气的化学过程、辐射平衡、气候变化乃至人们的日常生活都有着非常重要的影响。因此，对大气气溶胶粒子的光学特性的探测研究一直是大气科学、气象探测和环境保护的一项重要任务。 近年来，中国经济的飞速发展已受到全世界的关注。然而，这种快速的经济增长也伴随着社会体系的变革，高度的工业化和城市化造成许多气溶胶粒子和温室气体被排放到大气，带来了一系列的环境问题，对可持续发展有着严重的负面影响，同时对人们的日常生活和身体健康存在着严重的威胁。如何获取环境变化的第一手资料，准确地提供大气物性及其变化
微脉冲激光雷达在气溶胶监测上的应用
微脉冲激光雷达在气溶胶监测上的应用 摘要随着经济的快速发展，人们赖以生存的大气圈，尤其是城市上空的大气环境里存在的气溶胶颗粒，极大地影响了环境质量，危害着人类健康。因此通过对气溶胶的监测和分析，可以使人们加深对污染产生机制的理解。本文对气溶胶做了详细介绍，并描述了微脉冲激光雷达的概况以及采用微脉冲激光雷达监测气溶胶情况的一些实例。 With the fast development of environment，the atmosphere that we are relied on has been greatly polluted. Great quantities of aerosols are existed in atmosphere, especially in the air of city. Therefore, the quality of environment and the health of persons aresharply affected. We could deepen the understanding of pollution by monitoring and analyzing aerosols. This paper makes a description of aerosol, micro pulse lidar(MPL) and some cases. 关键词：气溶胶、微脉冲激光雷达、PM2.5、消光系数 Keywords：Aerosol、micro pulse lidar、PM2.5、Aerosol Extinction Coefficient 一、气溶胶 1、气溶胶概述 大气气溶胶是指悬浮在大气中空气动力学直径（D p）为0.001~100μm的液
气溶胶激光雷达技术规范编制说明
气象行业标准《气溶胶激光雷达技术规范》编制说明 一、工作简况 1、任务来源 本标准由全国气候与气候变化/大气成分标准化委员会提出并归口。中国气象局气象探测中心组织本标准申报标准中文名称为《气溶胶激光雷达技术规范》，英文名称为《Specifications for Aerosol lidar》，项目编号为QX/T-2019-41。 2、牵头单位 本标准的编制牵头单位是中国气象局气象探测中心。 3、协作单位 本标准的编制协作单位包括：中国气象局气象探测中心、山东省科学院海洋仪器仪表研究所、北京理工大学等。 4.标准主要起草人及其所做的工作 标准主要起草人及其所做的工作如表1所示。 表1 标准主要起草人 5、主要工作过程 （1）成立编制组，启动编制工作 2018年8月立项，成立了标准编制小组，编制小组负责人为陈玉宝； 2018年9月，标准编制小组召开标准制定专题会议，就标准主要内容的论据进行讨论，明确了编制组人员分工任务，确定了标准编制原则和总体思路，制定工作进度计划。． （2）组织学习、研讨、咨询，完成初稿编写 2018年10月-2019年3月，先后召开三次编写会，对前期编写工作进行研讨，初步形成标准初稿。 二、标准编制原则和确定标准主要内容 1、标准编制原则
本标准的制定立足于我国测风激光雷达的建设和应用情况，针对国内外多普勒天气雷达的发展趋势和应用需求，提出了功能和指标要求。 在标准编制过程中，编制组开展了大量的气溶胶激光雷达的调研工作，参照《S波段双线偏振多普勒天气雷达标准》的体例格式，指标参照《拉曼和米气溶胶激光雷达功能规格需求书》基础上编制而成。 本标准在编制方面，坚持以下几项原则： （1）科学性原则 标准编制过程中，始终坚持从实践出发，通过调查和应用积累数据、总结经验，并充分借鉴和参考国际、国家和行业标准，力求吸收国际、国内先进经验和做法，强调标准的科学性，不断调整、丰富和完善标准内容。 （2）实用性原则 在标准起草过程中，编制组在标准满足需求的前提下，充分考虑国内气象行业实际情况，从标准便于实施的角度出发，对需要规范的技术内容进行了筛选提炼。 （3）通用性原则 编制组在收集已有的研究成果、查阅大量资料、征求多方意见后，在综合考虑各方面需求和意见的基础上对标准内容进行了适当调整，达到内容全面、规定具体、语言通俗、易于实施。（4）规范性原则 本标准的编制遵从GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求，遵照我国相关法律、法规、规章、技术规范和标准，技术指标和内容主要依据国务院气象主管部门对相关领域的技术规定和业务规范。 2、标准主要内容 本标准规定了气溶胶激光雷达的组成、通用要求、试验方法、检验规则等内容。 三、主要试验（或者验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期效果 国外同类标准水平的对比情况，以及与国际、采用国际标准和国外先进标准的程度，四、． 或者与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况 无。 五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系 本标准遵照《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国标准化法》以及中国气象局相关法规等编制，与现行的有关法律、法规和强制性国家标准没有矛盾。 六、重大分歧意见的处理经过和依据 无。 七、作为强制性标准或者推荐性标准的建议 建议作为推荐性标准。 八、贯彻标准的要求和措施建议，包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容 九、废止现行有关标准的建议 无。 十、其他应当予说明的事项 无。．
激光雷达在军事中的应用讲解
激光雷达在军事中的应用 作者 摘要：本文简要介绍激光雷达的特点、激光雷达探测的基本物理原理及其在军事领域的应用现状． 关键词：激光雷达；探测；军事应用 1.引言 激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物，它像传统的微波雷达一样，由雷达向目标发射波束，然后接收目标反射回来的信号，并将其与发射信号对比，获得目标的距离、速度以及姿态等参数．但是它又不同于传统的微波雷达，它发射的不是微波束，而是激光束，使激光雷达具有不同于普通微波雷达的特点． 根据激光器的不同，激光雷达可工作在红外光谱、可见光谱和紫外光谱的波段上．相对于工作在米波至毫米波波段的微波雷达而言，激光雷达的工作波长短，是微波雷达的万分之一到千分之一，根据光学仪器的分辨率与波长成反比的原理，利用激光雷达可以获得极高的角分辨率和距离分辨率，通常角分辨率不低于0.1mrad ，距离分辨率可达0.1m , 利用多普勒效应 可以获得10m / s 以内的速度分辨率．这些指标是一般微波雷达难以达到的，因此激光雷达可获得比微波雷达清晰得多的目标图像。 激光束的方向性好、能量集中，在 20km 外，其光束也只有茶杯口大小，因而敌方难以截获，而且激光束的抗电磁干扰能力强，难以受到敌方有源干扰的影响．由于各种地物回波影响，因而在低空存在微波雷达无法探测的盲区．而对于激光雷达，只有被激光照射的目标才能产生反射，不存在低空地物回波的影响，所以激光雷达的低空探测性能好． 激光雷达体积小、重量轻，有的整套激光雷达系统的重量仅几十千克．例如为了适应海军陆战队的需要，美国桑迪亚国家实验室和伯恩斯公司都提出了手持激光雷达的设计方案．相对于重达数吨、乃至数十吨的微波雷达而言，激光雷达的机动性能显然要好得多． 任何事物都是一分为二的，激光雷达也有自身的缺陷．激光光束窄、方向性好，虽然表现出能量集中的优点，但不宜用作战场监视雷达搜索大空域．而且激光的传输受环境影响大，尤其是在雨、雪、雾的天气，激光在传输过程中的衰减更大．当然，激光在大气层外传输时不易衰减，有其得天独厚的优势．经过几十年的努力，科学家们趋利避害，已研制出多种类型的军用激光雷达． 2. 用干战场侦察的激光雷达 众所周知，普通的成像技术（如电视摄像、航空摄影及红外成像等）获得的场景图像都是反映被摄区域辐射强度几何分布的图像，而激光雷达可以通过采集方位角一俯冲角一距离一速度一强度等三维数据，再将这些数据以图像的形式显示出来，从而可产生极高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像等，因而它提供了普通成像技术所不能提供的信息．例如美国桑迪亚国家实验库研制的一种激光雷达，激光器功率为120MW ，显示屏幕的像素为64 X 64 元，视场内物体的图像可显示在屏幕上，每秒钟更新4 次，并用不同颜色和灰度显示物体的相对距离．这种激光雷达能对运动的装甲车辆产生实时图像，图像分辨率足以识别车辆型号． 美国雷西昂公司研制的ILR100 型砷化稼激光雷达，可安装在高性能飞机和无人机上，当飞机在120m～460m 高空飞行
探测大气气溶胶消光系数的便携式米散射激光雷达
第15卷 第12期强激光与粒子束Vol.15,No.12 2003年12月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS Dec.,2003 文章编号:100124322(2003)1221145203 探测大气气溶胶消光系数的便携式米散射激光雷达Ξ钟志庆1,2, 周 军1, 戚福弟1, 范爱媛1, 岳古明1, 兰举生1, 江庆伍1 (1.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031;2.中国科学院研究生院,北京100039) 摘 要: 介绍了一种新型的便携式米散射激光雷达的总体结构及其各部分的功能,分析讨论了该激光雷 达在夜晚与白天探测大气气溶胶消光系数垂直廓线的性能。其夜晚的探测高度达到15km左右,白天的探测 高度达到10km左右。还可对卷云进行探测,获得卷云的厚度及其峰值消光系数。该激光雷达具有结构紧凑、 体积小、重量轻、自动化程度高、探测速度快等优点。 关键词: 便携式米散射激光雷达; 气溶胶; 消光系数; 卷云 中图分类号:TN958.98 文献标识码:A 激光雷达作为一种主动遥感探测工具已经有30多年的历史[1],已广泛应用于激光大气传输、全球气候预测、气溶胶辐射效应及大气环境等研究领域[2,3]。随着激光技术、光学机械加工技术、信号探测、数据采集及其控制技术的发展,激光雷达技术的发展也日新月异。 我们研制出一种新型的便携式米散射激光雷达,其关键器件都采用轻小型全固化结构或模块化结构,加上独特的发射和接收光学单元,具有结构紧凑、体积小、重量轻、自动化程度高、探测速度快等优点,可应用于大气水平能见度的探测[4]和大气气溶胶消光系数垂直廓线的探测。 本文介绍了该激光雷达的总体结构及其各部分的功能,对其探测的532nm波长大气气溶胶消光系数垂直廓线结果进行了分析和讨论。 1 便携式米散射激光雷达的结构 便携式米散射激光雷达结构示意图见图1。它由激光发射单元、回波信号接收单元、后继光学单元、信号探测和数据采集单元及控制单元五部分组成。其主要技术参数见表1。 水平或垂直方向上的测量。 接收望远镜是由中国科学院安徽光学精密机械研究所生产的直径为200mm的Cassegrain型望远镜,主 Ξ第七届全国激光科学技术青年学术交流会优秀论文。 收稿日期:2003209212; 修订日期:2003210217 作者简介:钟志庆(19762),女,博士研究生,从事Doppler测风激光雷达的研究;合肥市1125信箱二室;E2mail:zqzhong@https://www.360docs.net/doc/789441274.html,。
拉曼-米气溶胶激光雷达定标Klett和Fernald反演算法
Klett 反演算法 大气激光雷达接收到的距离R 处大气后向散射回波信号功率P (R )可以由激光雷达方程确定： ()()()2102 r C P A R T R P R R β=………………………………（A.1） 式中： C 1——激光雷达校正常数，与几何因子、透过率、系统效率、距离分辨率等参数有关； P 0——发射的激光脉冲的功率； A r ——接收望远镜的有效接收面积； β(R ) ——距离R 处大气后向散射系数； T (R ) ——大气透过率。 大气透过率与大气消光系数α有关，可表示为： ()()( ) exp R T R r dr α=-?………………………………（A.2） 将公式（A.2）代入激光雷达方程中，经过变形可得： ()()()( ) 2 100 exp 2R r R R R C P A R r dr βα=-?……………………（A.3） 公式（A.3）两边取自然对数后求导后可得： ()()()()12dS R d R R dR R dR βαβ=-………………………（A.4） 式中： S (R )——距离平方校正信号P (R )R 2取自然对数。 在Klett 反演算法中，首先假设大气消光系数α与后向散射系数β之间存在如下关系： 2C k βα=…………………………………………（A.5） 式中： C 2——常数； k ——与激光探测波长和气溶胶性质有关，范围一般在0.67~1之间。 将公式（A.5）代入到公式（A.4）中，可得： ()()()()=2dS R d R k R dR R dR ααα-…………………………（A.6） 对公式（A.6）求解，可得大气消光系数。 ()()()()() ()()()()( ) 1exp = 2exp m m R m m R S R S R k R R S r S R k dr k αα--??+- ??? ?………………（A.6）
激光雷达点云数据
激光雷达点云数据 LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称，另外也称Laser Radar或LADAR(Laser Detection and Ranging)，由激光雷达进行扫描所获取的数据，即为激光雷达点云数据。 激光雷达是用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。 激光雷达的特点: 与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多特点,主要有： （1）分辨率高 激光雷达可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard也就是说可以分辨3km距离上相距0.3m的两个目标(这是微波雷达无论如何也办不到的),并可同时跟踪多个目标；距离分辨率可达0.lm；速度分辨率能达到10m/s以内。距离和速度分辨率高,意味着可以利用距离——多谱勒成像技术来获得目标的清晰图像。分辨率高,是激光雷达的最显著的优点,其多数应用都是基于此。 （2）隐蔽性好、抗有源干扰能力强 激光直线传播、方向性好、光束非常窄,只有在其传播路径上才能接收到，因此敌方截获非常困难，且激光雷达的发射系统(发射望远镜)口径很小,可接收区域窄，有意发射的激光干扰信号进入接收机的概率极低；另外，与微波雷达易受自然界广泛存在的电磁波影响的情况不同，自然界中能对激光雷达起干扰作用的信号源不多，因此激光雷达抗有源干扰的能力很强,适于工作在日益复杂和激烈的信息战环境中。
激光雷达探测大气气溶胶研究进展
激光雷达探测大气气溶胶研究进展 周军 （中国科学院大气成分与光学重点实验室，合肥市230031）摘要本文分析了米散射（Mie）激光雷达、拉曼（Raman）激光雷达、高光谱分辨激 光雷达（HSRL）及偏振（Polarization）激光雷达在大气气溶胶探测研究中的特点及其应用进展。随着激光技术、光学机械加工技术、信号探测与采集技术的发展和新的探 测原理与方法的涌现，大气气溶胶探测激光雷达取得了长足的技术进步。激光雷达由 单波长单功能向多波长多功能发展；由仅仅夜晚探测向白天夜晚连续探测发展；由需 要人工干预向着无人值守自动化运行发展；由实验室的研究设备型向商业化产品型转 化。对于大气气溶胶光学参数、微物理参数和气溶胶分类的探测研究，需要定量地获 取多波长大气气溶胶消光系数、后向散射系数及退偏振比等光学参数，如2α（355nm，532nm）+3β（355nm，532nm,1064nm）+2δ（355nm，532nm）等。为此，研制被称 之为Next generation aerosol lidar的多波长Raman/HSRL-Mie-Polarization激光雷达系统为激光雷达界所关注。为了适应区域性和全球气候与环境变化对大气气溶胶三维空间 分布和时间演变资料（4D）的需求，近些年来，先后建立了区域性的地基大气气溶胶激光雷达观测网（如EARLINET、AD-Net等）。国际气象组织（WMO）正在此基础上组建全球大气气溶胶激光雷达观测网,G AW A esosol LI dar O bservation N etwork (GALION)。同时，气溶胶激光雷达的支撑平台也由地基向机载（如国家航空遥感系统）和星载（如CALIPSO）方向发展。 关键词激光雷达、大气气溶胶、气溶胶观测网 1. 气溶胶激光雷达的功能 2008年10月世界气象组织（WMO）发布的GAW Report No.178《Plan for implementation of the GAW Aerosol Lidar Observation Network GALION》文件中明确地给出了各种类型的激光雷达探测大气气溶胶的功能[1]，如表1所示。 表1.各种类型的激光雷达探测大气气溶胶（云）的功能。
拉曼和米散射气溶胶激光雷达数据记录格式
附录A拉曼和米散射气溶胶激光雷达数据记录格式 1．数据记录概述 数据记录文件按照原始数据（0级数据）和数据产品（1级、2级数据）分别给出，其中数据产品按照不同数据格式分别给出结构类型定义。 2．原始数据记录 原始数据记录主要保存激光雷达各个通道的观测结果和设备运行状态参数。格式具有扩展性，可根据需要增加新的通道数据。 2.1文件名规则 原始数据文件名规则如下： xxxx_xxxxx_xxxxx_Lidar_yyyymmddhhmmss.bin； 其中： xxxx：每个厂家的产品具体型号； xxxxx：设备编号，各设备对应的编号； xxxxx: 台站编号，即设备安装台站所对应的编号； Lidar：表示为激光雷达原始数据； yyyymmddhhmmss: 表明是年月日时分秒，记录数据采集时间，其中小时记录为24小时制。如20140924091027表示2014年9月24日9时10分27秒。 2.2原始数据记录文本规则 记录文本规则详见表A.1。
3.1 1级数据产品 3.1.1 文件名规则 1级数据产品包括气溶胶消光系数、气溶胶后向散射系数和气溶胶退偏振比三类产品。主要规则如下： （1）米通道消光系数： xxxx_xxxxx_xxxxx_MEXT_yyyymmddhhmmss_w. bin （2）米通道后向散射系数 xxxx_xxxxx_xxxxx_MBAKSCAT_yyyymmddhhmmss_w. bin （3）拉曼通道消光系数 xxxx_xxxxx_xxxxx_REXT_yyyymmddhhmmss_w. bin （4）拉曼通道后向散射系数 xxxx_xxxxx_xxxxx_RBAKSCAT_yyyymmddhhmmss_w. bin （5）退偏振比 xxxx_xxxxx_xxxxx_DEP_yyyymmddhhmmss_w. bin 其中： xxxx：每个厂家的产品具体型号； xxxxx：设备编号，各设备对应的编号； xxxxx: 台站编号，即设备安装台站所对应的编号； MEXT表示米通道消光系数数据、MBAKSACT表示米通道后向散射系数数据、REXT表示拉曼通道消光系数数据、RBAKSACT表示拉曼通道后向散射系数数据、DEP表示退偏振比数据。 yyyymmddhhmmss分别表示采集结束的年月日时分秒。 w表示波长，采用纳米为单位，整数型，如1064.2纳米，记为1064。
微脉冲激光雷达水平探测气溶胶两种反演算法对比与误差分析
第３５卷，第７期 光谱学与光谱分析Vol .３５，No .７，pp １７７４‐１７７８ ２０１５年７月 Spectroscopy and Spectral Analysis July ，２０１５ 微脉冲激光雷达水平探测气溶胶两种反演算法对比与误差分析 吕立慧，刘文清，张天舒，陆亦怀，董云升，陈臻懿，范广强，亓少帅 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥 ２３００３１ 摘 要 大气气溶胶对人类健康、环境和气候系统具有重要的影响。微脉冲激光雷达（M PL ）是一种新型的探测大气气溶胶水平分布的有效工具，而消光系数的反演和误差分析是其数据处理的重要内容。为了探测近地面大气气溶胶的水平分布情况，采用分段斜率法和Fernald 算法对合肥地区实测M PL 水平数据进行了消光系数反演，并将反演结果进行了对比和误差分析。误差分析表明，分段斜率法和Fernald 算法的误差分别主要来源于其理论模型和多个假设条件。虽然分段斜率法和Fernald 算法应用于大气水平消光系数的反演都仍存在一定的问题，精确度有待提高，但都能在一定程度上反映出气溶胶粒子的时空分布特征，与前向散射能见度仪的测量结果相关性都能达到９５％以上，具有一定的可行性。且相对来说，Fernald 法更适用于大气非均匀分布情况下消光系数的反演。 关键词 激光雷达；水平消光系数；斜率法；Fernald 算法 中图分类号：TN ９５８.９８ 文献标识码：A DOI ：１０.３９６４／j .issn .１０００‐０５９３（２０１５）０７‐１７７４‐０５ 收稿日期：２０１４‐０４‐０４，修订日期：２０１４‐０８‐１５ 基金项目：国家自然科学基金项目（４１２０５１１９，４１３０５１２６）和国家重大科学仪器设备开发专项（２０１１Y Q １２００２４）资助 作者简介：吕立慧，女，１９８９年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所硕士研究生 e ‐mail ：lhlv ＠aiofm ．ac ．cn 引 言 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，环境污染尤其是近地面大气污染问题日益突出。近地面气溶胶和污染物的分布将直接影响空气质量和大气能见度，因此对近地面气溶胶和污染物的水平分布探测，是提高人民生活质量、保证交通安全的迫切需要。激光雷达具有探测范围广和高时空分辨率等特点，近年来已被广泛应用于大气与环境监测领域［１，２］。 利用激光雷达数据反演大气气溶胶消光系数的方法常用斜率法和Fernald 法。在以往的研究中，斜率法［３］常用于水平探测，仅在大气均匀分布的假设下成立；Fernald 法［４］常用于垂直探测。在探测近地面大气气溶胶水平分布的实际应用中，激光雷达呈水平状态，垂直探测消光系数的反演方法不能直接使用，且大气水平均匀的假设并不成立。因此需要修正反演算法，开展非均匀大气情况下水平探测大气气溶胶消光系数反演算法的研究。 １ M PL 结构 图 １是用于探测水平气溶胶和污染物分布的微脉冲激光雷达的结构示意图，主要由激光发射单元，光学接收单元，信号探测与采集单元三部分组成。激光发射单元主要包括激光器和扩束镜；光学接收单元主要包括望远镜、微孔光阑、滤光片等；数据探测与采集单元主要包括光电倍增管和多通道光子计数采集卡。该微脉冲激光雷达中心波长为５３２nm 。 Fig .1 Schematic of the micro pulse lidar ２ M PL 水平探测和数据处理方法 ２０１３年６月—９月，用该激光雷达在合肥西郊进行了连续的水平探测，获得了大量的水平数据。在进行气溶胶水平探测时，该微脉冲雷达系统被调整为水平状态，向大气发射２４００个激光脉冲并采集后向散射回波信号，采集的后向散射回波信号空间最小分辨率为７.５m ，每条数据的采集时间约为２min 。 目前由激光雷达数据反演气溶胶垂直分布的方法已经比较成熟，但应用于反演气溶胶水平分布的算法尚需进一步研究。近年来也有不少学者进行了有关研究［５，６］，但尚未有很