机载激光雷达的新Fernald反演标定法：提高大气气溶胶精度

本文主要探讨了机载激光雷达信号处理中的一个重要问题——Fernald前向反演方法的精确标定。Fernald方法是一种利用机载激光雷达数据反演大气气溶胶后向散射系数的技术，然而，准确的标定值对于得到可靠的结果至关重要。作者提出了一种创新的定标策略。 新的定标方法基于以下原理：首先，机载激光雷达在飞行过程中收集到多条大气回波信号的廓线，这些廓线反映了不同高度的大气状态。接着，选取其中一条廓线，假设其已知大气气溶胶后向散射系数垂直分布，然后利用机载激光雷达的基本测量方程，即瑞利散射理论或米氏散射模型，将这条已知廓线的特性与其余未知廓线关联起来。通过这种方法，可以推算出其他廓线的大气气溶胶后向散射系数的标定值。 通过模拟分析和实际实验验证，研究者证明了这种方法的有效性和准确性。结果显示，用这种定标方法反演得出的大气气溶胶后向散射系数垂直廓线与真实情况相当接近，其相对误差保持在20%以内，这表明其在实际应用中的精度是令人满意的。 本文的关键技术包括大气光学原理、米氏散射理论以及激光雷达方程的具体应用。此外，对气溶胶后向散射系数的准确标定是确保反演结果准确性的核心，这对于理解和预测大气环境、空气质量监测以及天气预报等领域具有重要意义。 总结来说，这项研究提供了一个实用且有效的机载激光雷达信号Fernald前向反演的标定方法，它通过结合特定的测量数据和物理模型，提高了大气气溶胶参数的估计精度，为大气科学研究和应用提供了重要的技术支撑。