应用于海雾监测的激光雷达的研制和能见度反演算法的研究的开题报告.docx

应用于海雾监测的激光雷达的研制和能见度反演算法的研究的开题报告
一、研究背景
海洋是全球最大的自然资源，具有无限的潜力。但是，海洋对人类而言是一个充满神秘的领域，它带来了许多不确定因素。其中一个重要因素就是海雾的存在。海雾会导致能见度降低，从而威胁到船只和航空器的安全。因此，保障交通运输的安全对于海洋经济的发展至关重要。而在晴朗天气下，人们观测的范围也往往有限，因此监测能见度和海雾的存在意义重大。激光雷达在海雾监测中的作用逐渐得到人们的认识，因此研究开发适用于海雾监测的激光雷达是十分必要的。
二、研究目的
本研究旨在研究开发一种适用于海雾监测的激光雷达技术，并设计一种有效的算法对激光雷达监测得到的数据进行处理，以反演出实际的能见度。
三、研究内容
1.激光雷达技术研究
针对海雾监测所需的技术要求，本研究将对激光雷达技术进行研究。主要包括各种类型的激发器、泵浦源、输出光谱等的选择与设计，以及激光雷达系统的光学布局、电路设计等方面的研究。
2.算法设计和实现
本研究将研究和设计一种基于激光雷达反演能见度的算法。该算法将处理从激光雷达读取的数据，并计算出最终的能见度值。算法将包括垂直探测系统的基本参数、激光雷达反射和散射特性、以及不同海雾浓度条件下的基础工作等内容。
3.实验验证和结果分析
本研究将设计和实现一组实验来验证所研究的激光雷达监测技术和能见度反演算法的有效性。并将通过对实验数据和算法结果的分析与比较，评估该技术和算法的可行性和准确度。
四、研究意义
随着海洋必要规模的不断扩大，船舶交通、海洋资源开发、避难和救援等应用正面临着越来越严峻的海洋环境和安全挑战。本研究可以使得激光雷达技术在海雾监测方面得到更加广泛的应用，并提高海上交通的安全性，提高船舶的航行效率等方面具有重要的应用价值。同时，对激光雷达技术和反演算法的研究，对于提高海洋气象学和大气物理学的研究水平也具有重要意义。
五、研究方法
本研究采用文献资料研究、计算机数值模拟和实际测量等方法，通过对激光雷达原理、海雾特性以及相关算法的研究，建立相应的数学模型，进而进行算法实现和实验验证。
六、研究计划
第一阶段：文献综述和理论研究，完成激光雷达技术和反演算法的理论研究，明确实验设计和验证方案
第二阶段：算法设计和实现，通过理论计算、计算机模拟和实验测量等方法，对所研究的激光雷达技术和反演算法进行设计和实现
第三阶段：实验验证和分析，通过实验验证和结果分析，评估所研究技术和算法的可行性和准确度。
七、研究预期成果
通过本研究，将研制开发一种适用于海雾监测的激光雷达技术，并设计一种有效的算法对激光雷达读取的数据进行处理，从而可反演出实际的能见度值。这将为海洋交通运输提供更加准确和及时的信息保障，同时对于提高海洋气象学和大气物理学的研究水平具有重要意义。