机载差分吸收激光雷达测量二氧化碳浓度误差模拟与分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球气候变化和温室效应的加剧，二氧化碳（co₂）作为主要温室气体之一，对其浓度的精确监测已成为环境科学和气候变化研究的迫切需求。

传统的点式监测方法难以满足大范围、高精度监测需求，而机载差分吸收激光雷达（differentialabsorptionlidar,dial）技术具有高精度、高时空分辨率、非接触遥测等优点，为co₂浓度监测提供了一种有效的解决方案。

然而，机载dial系统在实际应用中易受多种因素影响，如激光器波长漂移、大气气溶胶和水汽干扰、探测器噪声等，导致co₂浓度反演结果产生误差。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，机载dial技术发展迅速，在co₂浓度监测领域得到越来越广泛的应用。

国内外学者在机载dial系统研制、数据处理算法、误差分析与校正等方面开展了大量研究工作，取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以机载差分吸收激光雷达系统为研究对象，分析其在测量大气co₂浓度过程中的主要误差来源，建立系统误差模型，并探究不同误差因素对co₂浓度反演结果的影响机制。

在此基础上，研究有效的误差抑制方法，提高机载dial系统测量co₂浓度的精度和可靠性。

1. 主要内容

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和仿真实验相结合的方法。

首先，通过查阅文献和理论推导，分析机载dial系统测量co₂浓度的主要误差来源，建立系统误差模型，并推导各误差项对co₂浓度反演结果的影响表达式。

其次，利用matlab等软件搭建机载dial系统仿真平台，模拟激光器发射、大气传输、目标反射和探测器接收等过程，并引入不同类型的误差项，模拟其对co₂浓度反演结果的影响。

5. 研究的创新点

1.系统性地分析机载dial系统测量co₂浓度的主要误差来源，建立comprehensive误差模型，并量化分析不同误差因素对co₂浓度反演结果的影响程度。

2.提出基于波长调制和信号处理的误差抑制方法，并通过仿真实验验证其有效性，为提高机载dial系统测量co₂浓度的精度提供新的思路。

3.结合实际应用需求，对误差抑制方法的适用范围和局限性进行分析，为机载dial系统的设计优化和数据处理提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘东, 刘文清, 张玉钧, 等. 机载激光雷达遥感大气环境污染监测技术研究进展[j]. 中国激光, 2018, 45(1): 0107002.

[2] 胡仁伟, 陈云浩, 龚威, 等. 基于脉冲调制技术的机载差分吸收激光雷达系统[j]. 光学学报, 2017, 37(9): 0901001.

[3] 周斌, 谢晨, 易帆, 等. 机载差分吸收激光雷达探测co2柱浓度的波长选择[j]. 光谱学与光谱分析, 2020, 40(12): 3762-3768.