激光雷达笔记

激光雷达之回波信号

激光雷达之距离平方

距离平方为回波信号乘以距离平方，

激光雷达之消光系数

消光系数: 消光系数是被测溶液和胶体对光的吸收大小值。大气能见度V与水平消光系

数之间存在一个经验公式：σ（λ）≈3.912

V (550

λ

)

q

km−1,其中q={0.585V13⁄ V≤6km

1.3 V>6km

大气激光雷达距离校正对数回波函数定义为:

S(r)=ln(P(r)∙r2)=−2∫σ(r)dr+lnβ(r)+C1

r

式中P(r)为回波功率，σ（r）是大气消光系数，β（r）为后向散射系数，C1为常数。则大气消光系数的微分表达式为：根据回波信号功率求取消光系数。

σ(r)＝−1

2 dS dr

然后利用最小二乘法对回波函数S（r）进行拟合，既得S（r）的曲线斜率，斜率的一半即为消光系数。

激光雷达之后向散射率

在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中入射时，会在分界面上产生散射，这种散射叫做表面散射。在表面散射中，散射面的粗糙度是非常重要的，所以在不是镜面的情况下必须使用能够计算的量来衡量。通常散射截面积是入射方向与散射方向的函数，而在合成孔径雷达及散射计等遥感器中，所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射。后向散射系数是表示后向散射截面与入射光截面之比，而后向散射率是指90°～180°角内光束散射的辐射通量与入射辐射通量之比，它们计算所得的结果应该是一样的。

激光雷达之退偏振比

偏振电磁波照射降水质点后，其散射的电磁波的偏振波与全偏振波之比根据球形粒子的散射理论，假定散射粒子是球形的，且各向同性，当照射光为线偏振光时，散射光也是与入射光电矢量振动方向相同的线偏振光，而非球形粒子的散射光将不再是完全偏振光，也就是退偏振，可以利用其散射电磁辐射的退偏振信息，探测并区分球型和非球型粒子存在的比例，

退偏振度定义为：垂直分量的散射波强度与平行分量的散射波强度之比。偏振特性可以使用退偏振比(Depolarization Ratio)来衡量，比值应该小于1。

激光雷达之光学厚度(AOD)

气溶胶光学厚度,英文名称为AOD（Aerosol Optical Depth）或AOT（Aerosol Optical Thickness），定义为介质的消光系数在垂直方向上的积分，是描述气溶胶对光的衰减作用的。在计算辐射传输时，两个给定高度层之间的单位截面铅直气柱内特定的吸收或发射物质的质量。大气柱中气溶胶的光学厚度是表征大气浑浊度的一个重要物理量，它对评价大气污染、研究气溶胶的辐射效应具有重要的意义。

光学厚度，科技名词，指在计算辐射传输时，单位截面积上吸收和散射物质产生的总衰弱，是无量纲量。科技词条中两个给定高度层之间的单位截面铅直气柱内特定的吸收或发射物质的质量是光学质量的定义。薄膜的光学厚度与物理厚度换算关系为：光学厚度=物理厚度*n，n为介质折射率。辐射在介质中传播时，因与介质相互作用（散射、吸收）削弱。设强度为E（l）的光辐射通过厚度为dz的介质后，其强度变化为E(l)+dE（l），对E（l）积分，得到关于E（l）的表达式，其中，指数的积分为称介质的光学厚度。其值小于1.

激光雷达之几何重叠因子

几何重叠因子对离轴激光雷达系统来说是一个重要的结构参数，能起到抑制近程强信号，从而保护光电探测器的作用。在测量近地层气溶胶或烟雾时，由于发射系统和接收系统的不同轴或其它光学系统的影响，使得接收望远镜在某段距离上只能接收到部分的回波信号，给测量带来一定的误差，因而必须对其进行修正，我们称这一修正因子叫做几何重叠因子。

激光雷达之云底高

行星边界层(PBL)是指靠近地表易受地面摩擦助力影响的大气层区域，它受地表粗糙度、地形和气象条件的影响。

边界层（PBL）

地球对最低层大气的影响太大。地面是大气的一个边界。这个边界上的输送过程，影响了最低的几百米至3km 的大气，产生所谓的大气边界层（ABL，Atmospheric Boundary Layer 或PBL，Planet Boundary Layer），大气边界层定义为直接受地面影响的那部分对流层，它响应地面作用的时间尺度为1个小时或更短。这些作用包括摩擦阻力、蒸发和蒸腾、热量输送、污染物排放，以及影响气流变化的地形等。大气边界层厚度是完全随时间和空间变化的，变化幅度从几百米到几公里。大气边界层是地球—大气之间物质和能量交换的桥梁。地表提供的物质和能量主要消耗和扩散在大气边界层内。全球变化的区域响应以及地表变化和人类活动对气候的影响均是通过大气边界层过程来实现的。

云流清风随，竹斜柳丝挥，光影