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原文传递一种气象与散射参数的测定方法及系统

专利名称：	一种气象与散射参数的测定方法及系统
摘要：	本发明提供了一种气象与散射参数的测定方法及系统，方法包括：在目标区域设置多个发射点，在每个所述发射点处向大气中发射脉冲激光束；接收所述脉冲激光束与大气中的分子和粒子相互作用后产生的后向散射光；对所述后向散射光进行分光，得到分离后的各种散射光信号；对所述散射光信号进行预处理，得到处理后的散射光信息；利用加权系数对处理后的所述散射光信息进行加权，得到整个目标区域的实际光信息；按照设定程序对所述实际光信息进行处理，得到气象与散射参数。本发明通过对光的预处理及加权处理，能够提高气象与散射参数测定的精准程度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	中国农业科学院农田灌溉研究所
发明人：	李鹏;范永申;马春芽;曹华;詹伟;曹引波;骆乾亮;王建;田东坤;翟雪宁;胡伟;崔海;董艳;欧阳海滨
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311060249.7
公开号：	CN117129445A
代理机构：	北京维创华成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	徐敏杰
分类号：	G01N21/47;G01W1/00;G;G01;G01N;G01W;G01N21;G01W1;G01N21/47;G01W1/00
申请人地址：	453000 河南省新乡市牧野区宏力大道(东)380号
主权项：	1.一种气象与散射参数的测定方法，其特征在于，包括：在目标区域设置多个发射点，在每个所述发射点处向大气中发射脉冲激光束；接收所述脉冲激光束与大气中的分子和粒子相互作用后产生的后向散射光；对所述后向散射光进行分光，得到分离后的各种散射光信号；对所述散射光信号进行预处理，得到处理后的散射光信息；利用加权系数对处理后的所述散射光信息进行加权，得到整个目标区域的实际光信息；按照设定程序对所述实际光信息进行处理，得到气象与散射参数。 2.根据权利要求1所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，所述气象与散射参数包括：大气温度、水蒸气密度的垂直分布，以及大气气溶胶消光系数的垂直分布和大气气溶胶光学厚度和非球形气溶胶粒子的后向散射光的退偏振比。 3.根据权利要求1所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，对所述散射光信号进行预处理，得到处理后的散射光信息，包括：对所述散射光信号进行光电转换，得到初始电信号；对所述初始电信号进行去噪，得到去噪信号；对所述发射点的位置进行聚类，得到多个聚类中心；对每个聚类中心对应各的各个发射点的去噪信号进行融合，得到所述散射光信息。 4.根据权利要求3所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，对所述初始电信号进行去噪，得到去噪信号，包括：根据各个发射点之间的空间距离构建联系度模型；利用所述联系度模型构建去噪函数；利用所述去噪函数去除各个所述初始电信号的异常值，生成所述去噪信号。 5.根据权利要求4所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，所述联系度模型的公式为：其中，σ表示历史时间段内在m点的发射点与在n点的发射点之间各个数据差的平均值，dis(m,n)表示在m点的发射点与在n点的发射点之间的空间距离，R表示预设参数。 6.根据权利要求1所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，所述加权系数计算公式为：其中，Wi为第i个加权系数，σi′表示处理后的所述散射光信息在第i个采集周期内的方差。 7.根据权利要求6所述的气象与散射参数的测定方法，其特征在于，利用加权系数对处理后的所述散射光信息进行加权，得到整个目标区域的实际光信息，包括：采用公式：对处理后的所述散射光信息进行加权平均，得到所述实际光信息；其中，为整个目标区域的实际光信息，Xi为处理后的所述散射光信息在第i个采集周期内的平均值。 8.一种气象与散射参数的测定系统，其特征在于，包括：发射模块，用于在目标区域设置多个发射点，在每个所述发射点处向大气中发射脉冲激光束；接收模块，用于接收所述脉冲激光束与大气中的分子和粒子相互作用后产生的后向散射光；分光模块，用于对所述后向散射光进行分光，得到分离后的各种散射光信号；预处理模块，用于对所述散射光信号进行预处理，得到处理后的散射光信息；加权模块，用于利用加权系数对处理后的所述散射光信息进行加权，得到整个目标区域的实际光信息；参数获取模块，用于按照设定程序对所述实际光信息进行处理，得到气象与散射参数。
所属类别：	发明专利