1.一种基于高光谱激光雷达的气溶胶光学参数探测方法,其特征在于:该探测方法采用YAG激光器产生激光,经FP标准具形成若干独立的窄带宽谱线后垂直发射向大气,接收大气的后散射光信号,再经同一FP标准具进行大气分子瑞利散射信号和气溶胶米散射信号的分离,通过分别采集大气的散射信号及大气分子瑞利散射信号,计算得到气溶胶光学参数;
所述气溶胶光学参数的计算方法如下:
(1)所述大气的后散射光信号分为两路:一路直接进入光电探测器进行光子信号接收,为M通道;另一路经FP标准具进行大气分子瑞利散射信号和气溶胶米散射信号的分离后,瑞利散射信号进入光电探测器进行光子信号接收,为F通道;分别统计两路通道接收到的光子数;
(2)由公式7、8表达两路通道接收到的光子数:
式中,NM、NF分别为M和F通道接收到的光子数;b1、b2为两路的分光比;C1、C2为两路的系统常数,包括激光能量、光学效率和探测器的量子效率;G(r)代表激光雷达的距离因子;Δr为距离分辨率;r为距离分辨率;βa和βm分别是气溶胶和大气分子的后向散射系数;αa和αm分别是气溶胶和大气分子的消光系数;fa和fm分别为气溶胶和大气分子散射信号通过FP标准具的透过率;
(3)根据公式9以及M和F通道接收到的光子数比值,计算大气后向散射比Rb:
式中,K为校准常数;
(3)根据公式10以及大气后向散射比Rb、大气分子的后向散射系数βm,计算气溶胶的后向散射系数βa:βa=(Rb‑1)βm (10)。
2.一种采用权利要求1所述气溶胶光学参数探测方法的高光谱激光雷达探测系统,其特征在于:包括激光器、扩束镜、FP标准具、第一分束镜、第一分束镜、第一 波片、望远镜、
45°全反镜、小孔、准直镜、滤光片、第二 波片、半透镜、FP标准具、第二分束镜、第一汇聚透镜、第二汇聚透镜、第一光电探测器、第二光电探测器、信号采集模块、主控系统;所述激光器发射出激光依次经扩束镜、FP标准具、第一分束镜、第一 波片后垂直进入大气;所述望远镜接收大气后向散射信号后,再依次经45°全反镜、小孔、准直镜、滤光片、第二 波片到达半透镜,由半透镜将信号分为两路,一路为半透镜反射信号直接经第一汇聚透镜进入第一光电探测器,另一路为半透镜透过信号依次经所述FP标准具、第二分束镜和第二汇聚透镜后进入第二光电探测器;所述第一光电探测器和第二光电探测器分别通过信号采集模块与主控系统相连。
3.根据权利要求2所述的高光谱激光雷达探测系统,其特征在于:所述激光器采用YAG激光器;所述望远镜采用200mm的卡塞格林望远镜,其焦距为2032mm;所述光电探测器采用H10682‑110型号的光电倍增管;所述信号采集模块采用P7882型号的光子计数卡。
4.根据权利要求2所述的高光谱激光雷达探测系统,其特征在于:所述FP标准具的自由光谱范围为2GHz。