利用實驗室研制的近紅外激光外差光譜儀,開展了基于最優(yōu)估計算法的溫室氣體柱濃度反演和系統(tǒng)測量誤差的近似評估等相關(guān)工作.首先,通過光譜數(shù)據(jù)庫、參考正向模型計算結(jié)果與傅里葉變換紅外光譜技術(shù)探測結(jié)果篩選出了探測窗口,并以此為依據(jù)選擇了相應(yīng)的激光器和探測器;其次,建立了基于參考正向模型最優(yōu)估計濃度反演算法,采用Levenberg-Marquardt (LM)迭代方法,實現(xiàn)了整層大氣CO₂柱濃度及垂直分布廓線的反演,并開展了長期觀測對比實驗,驗證了反演算法的可行性;最后,通過模擬所選探測窗口波段在不同白噪聲條件下的正向大氣透過率譜,獲得了系統(tǒng)SNR與柱濃度測量誤差之間的近似對應(yīng)關(guān)系.該研究是探測系統(tǒng)不可或缺的理論計算部分,將有助于完善激光外差技術(shù)在大氣探測中的應(yīng)用.

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