星载钠荧光多普勒激光雷达性能分析

闫召爱; 胡雄; 郭商勇; 程永强; 郭文杰; 潘艺升

doi:10.12000/JR14140

星载钠荧光多普勒激光雷达性能分析

doi: 10.12000/JR14140

1.
(中国科学院空间科学与应用研究中心北京 100190)
2.
(中国科学院大学北京 100049)

基金项目:

中国科学院空间科学预先研究项目(XDA04077400, XDA04072300)资助课题

详细信息

作者简介:
闫召爱(1981-)，男，山东巨野人，2011年获得中国科学院研究生院空间物理学专业博士学位，中国科学院空间科学与应用研究中心副研究员，主要研究方向为大气激光雷达技术。E-mail:yanza@nssc.ac.cn 胡雄(1967-)，男，湖北通城人，博士，研究员，博士生导师，中国科学院空间科学与应用研究中心临近空间环境研究室主任，中国空间科学学会空间物理学专业委员会委员，中国航空学会临近空间飞行器专业委员会委员，中国宇航学会光电技术专业委员会委员，主要研究方向为临近空间环境探测、研究及预报。郭商勇(1976-)，男，山西临汾人，助理研究员，主要研究方向为大气激光雷达技术。E-mail:guosy@nssc.ac.cn 程永强(1981-)，男，陕西渭南人，助理研究员，中国宇航学会光电技术专业委员会委员，主要研究方向为临近空间探测及激光雷达技术。E-mail:chengyq@nssc.ac.cn 郭文杰(1989-)，男，河北石家庄人，博士研究生，主要研究方向为大气激光雷达技术及大气重力波研究。E-mail:gwj2127@nssc.ac.cn 潘艺升(1989-)，广西钦州人，硕士研究生，主要研究方向为临近空间探测技术。E-mail:panys01@hotmail.com

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出版历程
- 收稿日期: 2014-11-21
- 修回日期: 2015-02-11
- 网络出版日期: 2015-02-28

Performance Analysis of Spaceborne Sodium Fluorescence Doppler Lidar

1.
(Center for Space Science and Applied Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
2.
(University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

摘要

摘要: 星载钠荧光多普勒激光雷达可以用来测量全球的中间层顶及低热层区域的大气风场、温度及钠原子数密度等。为了从理论上分析星载钠荧光多普勒激光雷达的可行性，该文依据激光雷达方程，对星载钠荧光多普勒激光雷达的回波信号强度以及大气参数测量精度进行仿真计算。分析结果显示在使用400 km轨道高度，30.0观测角度，9.0 W激光发射功率，1.0 m接收望远镜口径，2.0 km垂直距离分辨率，30.0 s信号累积时间情况下，可获得0.8 m/s视线风速测量精度，1.5 m/s水平风速测量精度和2.5 K温度测量精度。
- 激光雷达 /
- 中高层大气 /
- 多普勒 /
- 钠荧光
Abstract: The spaceborne sodium Doppler lidar can be developed to measure global wind, temperature and sodium number density in the mesopause and lower thermosphere region. In order to analyze the feasibility of the lidar, simulation calculations about backscattering signals and measurement accuracy have been done in this paper. The analyzed result shows that the line-of-sight wind accuracy, horizontal wind accuracy and temperature accuracy are 0.8 m/s, 1.5 m/s and 2.5 K when the height of satellite orbit is 400 km, observational angle is 30.0, laser power is 9.0 W, receiver diameter is 1.0 m, vertical range resolution is 2.0 km, and signal integrated time is 30.0 s.
- Lidar /
- Middle and upper atmosphere /
- Doppler /
- Sodium fluorescence

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