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基于纯转动Raman激光雷达的中低空大气温度高精度探测 被引量：12
1
作者 李亚娟 宋沙磊 +5 位作者 李发泉 程学武 陈振威 刘林美 杨勇 龚顺生 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2294-2305,共12页
本文介绍了一套纯转动Raman测温激光雷达系统,通过高分辨光谱分光与滤光优化设计、收发精确匹配以及弱信号检测等技术,实现在武汉城市上空从10km至40km的中低空大气温度高精度探测.观测结果与同时段探空气球进行比对,在30km以下激光雷... 本文介绍了一套纯转动Raman测温激光雷达系统,通过高分辨光谱分光与滤光优化设计、收发精确匹配以及弱信号检测等技术,实现在武汉城市上空从10km至40km的中低空大气温度高精度探测.观测结果与同时段探空气球进行比对,在30km以下激光雷达探测温度与探空气球得到的温度数据吻合较好,最大偏差约为3.0K,表明了该激光雷达温度测量的可靠性.采用30min时间分辨率,在10～20km高度范围内温度统计误差约为0.3K（300m空间分辨）;20～30km统计误差约为0.8K（600m空间分辨）;30～40km统计误差约为3.0K（900m空间分辨）.通过整晚的温度廓线反演,为研究中低层大气中的波动现象提供依据.该转动Raman激光雷达实现了至40km高度的高精度大气温度探测,进一步可与Rayleigh测温激光雷达30～80km的高度衔接,为实现中低层大气连续观测研究提供了重要手段. 展开更多
关键词 纯转动Raman 激光雷达 大气温度 热结构
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纯转动拉曼测温激光雷达滤光器参数设计 被引量：2
2
作者 马征征 王晓宾 +1 位作者 康士峰 吴健 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期937-942,1061,1062,共8页
以获得最高的温度测量精度为目的,设计了纯转动拉曼激光雷达的滤光器参数,包括两个接收通道滤光器的中心波长和半高全宽。进一步研究表明:当被探测大气的温度降低时,或当噪声增强时,二号通道中心波长的设计应向发射波长靠近。另外,反演... 以获得最高的温度测量精度为目的,设计了纯转动拉曼激光雷达的滤光器参数,包括两个接收通道滤光器的中心波长和半高全宽。进一步研究表明:当被探测大气的温度降低时,或当噪声增强时,二号通道中心波长的设计应向发射波长靠近。另外,反演过程中拟合式引入的误差非常小,可忽略不计。必须避免混入的弹性信号增大到一定程度后,而引起测量温度的漂移。 展开更多
关键词 大气波导 纯转动拉曼 激光雷达 滤光器
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新型可调远红外激光光谱仪及CHF_3和SO_2的纯转动光谱 被引量：1
3
作者 黄光明 祖丽丽 +2 位作者 段传喜 李奉延 刘煜炎 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期714-717,共4页
文章报道与英国剑桥大学合作建立的新型可调远红外激光光谱仪的技术特点和工作原理。该光谱仪利用二极管的非线性特性 ,将CO2 激光泵浦产生的远红外激光与微波进行混频 ,得到边带远红外激光辐射 ,调节微波频率来实现边带远红外激光的扫... 文章报道与英国剑桥大学合作建立的新型可调远红外激光光谱仪的技术特点和工作原理。该光谱仪利用二极管的非线性特性 ,将CO2 激光泵浦产生的远红外激光与微波进行混频 ,得到边带远红外激光辐射 ,调节微波频率来实现边带远红外激光的扫描。利用该谱仪观测了CHF3 振动基态J =34～ 33,K =0 ～15和SO2 基态的 194,16～ 183 ,15,382 ,3 6～ 373 ,3 5纯转动光谱 ,并对它们进行了标识。 展开更多
关键词 可调远红外激光光谱仪 CHF3 SO2 纯转动光谱 氟烷 二氧化硫
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纯转动型3-UPU并联机构工作空间分析 被引量：1
4
作者 梁伟文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第7期836-839,882,共5页
详细讨论了纯转动型3-UPU并联机构的工作空间。文中首先分析了3-UPU并联机构的纯转动运动的条件;然后用动平台的法向量、绕该向量转动的角度和连杆长度来直观地定义并联机构的工作空间,并分析了该定义该机构运动的几何和非几何约束条件... 详细讨论了纯转动型3-UPU并联机构的工作空间。文中首先分析了3-UPU并联机构的纯转动运动的条件;然后用动平台的法向量、绕该向量转动的角度和连杆长度来直观地定义并联机构的工作空间,并分析了该定义该机构运动的几何和非几何约束条件,最后提出了纯转动3-UPU并联机构的工作空间搜寻算法,并利用M app le软件验证了该算法的有效性。本文研究的内容对3-UPU并联机构的可行性和优化设计有一定的作用。 展开更多
关键词 纯转动 3-UPU并联机构 工作空间
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纯转动拉曼激光雷达探测北京地区近地面大气温度 被引量：8
5
作者 尚震 谢晨波 +5 位作者 王邦新 谭敏 钟志庆 王珍珠 刘东 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期119-126,共8页
对流层大气温度的垂直分布特征直接关联天气现象和大气污染物扩散,一直是气象和环境部门的重点观测对象。当前激光雷达技术已经成为探测对流层大气温度垂直分布和时间演变的有效手段。然而由于对流层中含有大量的气溶胶粒子,因此利用传... 对流层大气温度的垂直分布特征直接关联天气现象和大气污染物扩散,一直是气象和环境部门的重点观测对象。当前激光雷达技术已经成为探测对流层大气温度垂直分布和时间演变的有效手段。然而由于对流层中含有大量的气溶胶粒子,因此利用传统的振动拉曼和瑞利散射激光雷达技术测量大气温度具有一定的局限性,尤其是边界层内存在高浓度的气溶胶粒子会严重降低大气温度测量精度。采用纯转动拉曼激光雷达技术可有效降低气溶胶粒子对测量温度精度的影响。纯转动拉曼测温激光雷达的核心是分光单元设计,国内外研究普遍使用基于双光栅干涉仪的分光方法。文中将采用基于滤光片法的纯转动拉曼信号分光设计,相比而言该方法具有更高的分光效率,并且能够通过调节滤光片的角度改变激光雷达系统的灵敏度,操作更为简单。在中国科学院"大气灰霾追因与控制"先导专项支持下,该激光雷达与2014年11月安置在中国科学技术大学超级大气观测站。在亚太经济合作组织北京会议期间,展开大气环境测量试验。激光紫外波段能量约为200 m J,频率为20 Hz,激光脉冲数为5 000发,空间分辨率为7.5 m。实验结果表明,在晴朗无云气溶胶浓度较小的天气条件下温度测量统计误差小于1.5 K,测量高度可达10 km,在7.5 km以下统计误差小于1 K;在有薄云或者轻度雾霾天气条件下,温度测量统计误差在±3K左右,测量有效高度通常在6~8 km,在4.8 km以下统计误差小于1 K。 展开更多
关键词 激光雷达 纯转动拉曼 对流层温度 干涉滤光片
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纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法 被引量：5
6
作者 钟山 易帆 张绍东 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3527-3533,共7页
利用大气分子的纯转动信号反演大气温度,被证明是一种精度很高的方法,目前已得到广泛的应用并在世界各地建立起多台纯转动拉曼激光雷达.全部的纯转动拉曼谱线之和是不依赖于温度的,利用这个特性,可以不需要任何的假设,反演大气气溶胶的... 利用大气分子的纯转动信号反演大气温度,被证明是一种精度很高的方法,目前已得到广泛的应用并在世界各地建立起多台纯转动拉曼激光雷达.全部的纯转动拉曼谱线之和是不依赖于温度的,利用这个特性,可以不需要任何的假设,反演大气气溶胶的消光.本文介绍了一种新的探测大气气溶胶的方法,首次提出通过提取纯转动单支谱(J=4和14),加上Rayleigh&Mie通道的激光雷达方程,不需要附加任何假设,导出了气溶胶后向散射系数的数学表达式. 展开更多
关键词 纯转动拉曼谱 大气温度 气溶胶 F-P标准具
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双滑移转动率模型对椭圆散粒体的适用性 被引量：1
7
作者 蒋明镜 申志福 李立青 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期807-814,共8页
首先基于椭圆颗粒接触点的运动关系推导出新的平均纯转动率(APR)表达式,并将其引入到已有的描述圆形散粒体流动特性的双滑移转动率模型(DSR2模型)中;而后采用改进的NS2D离散元程序对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒堆积体进行一系... 首先基于椭圆颗粒接触点的运动关系推导出新的平均纯转动率(APR)表达式,并将其引入到已有的描述圆形散粒体流动特性的双滑移转动率模型(DSR2模型)中;而后采用改进的NS2D离散元程序对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒堆积体进行一系列不排水单剪试验,验证以椭圆颗粒为基础的离散元方法模拟砂土流动特性的可行性及DSR2模型的合理性。数值试验及已有成果表明,以椭圆颗粒为基础的NS2D程序能够模拟砂土的流动特性,对圆形和椭圆形颗粒体系,DSR2模型均能很好地预测运动模型中转动率参量的变化情况;APR是联系连续介质力学和离散介质力学的重要参数,它将二者有机结合成一个整体。 展开更多
关键词 砂土流动 离散单元法 椭圆颗粒 DSR2模型 平均纯转动率
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基于干涉滤光片的拉曼激光雷达误差分析
8
作者 张博文 范广强 张天舒 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1928-1935,共8页
纯转动拉曼激光雷达具有准直性好、时空分辨率高等特点被广泛用于大气温度垂直廓线探测。本文基于干涉滤光片设计分光光路,定量分析了滤光片中心波长和带宽造成的温度测量不确定度。使用比值法简化计算了滤光片对弹性散射信号抑制不足... 纯转动拉曼激光雷达具有准直性好、时空分辨率高等特点被广泛用于大气温度垂直廓线探测。本文基于干涉滤光片设计分光光路,定量分析了滤光片中心波长和带宽造成的温度测量不确定度。使用比值法简化计算了滤光片对弹性散射信号抑制不足造成的泄露误差。通过不同带宽滤光片标定了系统参数,并分析了系统参数对反演温度时拟合误差的影响。针对滤光片固定时的角度误差,评估了其引入的随机误差。结果表明,系统实际选择的滤光片中心波长和0.5 nm/0.3 nm带宽产生的误差小于1.2 K,抑制比大于6为宜,使用低阶函数产生的拟合误差可以忽略,滤光片固定角度误差应小于0.5°。并基于纯转动拉曼激光雷达方程模拟仿真回波信号并反演温度廓线,分析了温度测量的误差分布,总误差小于1.2 K。 展开更多
关键词 纯转动拉曼激光雷达 干涉滤光片 温度探测 误差分析
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松砂直剪试验中的经典与非经典场量数值分析 被引量：2
9
作者 蒋明镜 王富周 +1 位作者 朱合华 肖俞 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期960-965,共6页
采用改进的离散元软件,模拟分析了松散砂土直剪试验中的经典与非经典场量.经典场量包括应力、应变、速度场以及应力路径;非经典场量包括转动场、组构和配位数等.分析了剪切过程中经典与非经典场量的变化规律,探讨了两种场量之间的联系.... 采用改进的离散元软件,模拟分析了松散砂土直剪试验中的经典与非经典场量.经典场量包括应力、应变、速度场以及应力路径;非经典场量包括转动场、组构和配位数等.分析了剪切过程中经典与非经典场量的变化规律,探讨了两种场量之间的联系.研究结果表明,非经典变量是经典变量的微观本质体现. 展开更多
关键词 离散元 剪应变 应力路径 平均纯转动率 组构
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拉曼-米激光雷达测温通道残余几何因子修正 被引量：1
10
作者 陈思颖 年璇 +2 位作者 陈和 张寅超 郭磐 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期551-556,共6页
拉曼-米激光雷达高低阶拉曼通道的几何因子因不同通道光学器件和探测器的性能差异并非完全一致,会引入近地面温度测量误差,针对这一问题,提出一种修正测温通道残余几何因子的方法.该方法首先通过探空温度和标定的归一化光谱透过率计算... 拉曼-米激光雷达高低阶拉曼通道的几何因子因不同通道光学器件和探测器的性能差异并非完全一致,会引入近地面温度测量误差,针对这一问题,提出一种修正测温通道残余几何因子的方法.该方法首先通过探空温度和标定的归一化光谱透过率计算得到高低阶拉曼信号的有效微分散射截面之比,然后从拉曼信号比值中求解出残余几何因子廓线.利用北京理工大学激光雷达实验室研制的转动拉曼-米激光雷达系统的探测数据,实验验证了该方法的有效性.结果表明,该方法能较好地修正残余几何因子对温度探测的影响,显著提高近地面1.5 km探测高度内温度反演精度,有助于提高拉曼-米激光雷达对边界层大气的探测能力. 展开更多
关键词 激光雷达 纯转动拉曼散射 残余几何因子 温度
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