基于空载风力激光雷达数据的不同Fizeau边缘分析算法的验证,以支持ESA的Aeolus任务

科学领域:

• 大气科学 大气科学
• 遥感是一种远程传感.
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 埃奥卢斯号任务使用大气激光多普勒仪器 (ALADIN) 进行风力测量.
• 阿拉丁空中演示器 (A2D) 是为了支持Aeolus而开发的,它使用雷利和米埃通道进行风力采集.
• 精确的风速测量依赖于Mie运河边缘成像技术中精确的边缘位置确定.

研究的目的:

• 在A2D仪器中评估Lorentzian和Voigt适合函数的性能,用于边缘位置分析.
• 开发和评估一个新的,快速的,非适合的算法 (R4) 用于边缘位置的确定.
• 将不同算法的精度和效率与参考风力激光雷达进行比较.

主要方法:

• 应用了洛伦兹和沃伊格特的匹配算法,对来自AVATAR-I运动的A2D数据进行了应用.
• 使用2μm多普勒风雷达 (DWL) 作为高精度的参考.
• 开发并测试了用于边缘分析的四像素强度比 (R4) 算法.

主要成果:

• 沃伊格特合适算法比洛伦兹合适算法产生了50%的数据点,随机误差 (~1.5 m/s) 相当.
• R4算法显示了与Voigt-fit算法相似的准确性.
• R4算法实现了比基于合适的方法快一到两倍的计算速度.

结论:

• 沃伊特-匹配算法提高了数据产量,同时保持了风力激光雷达测量的准确性.
• R4算法为风力激光雷达数据处理提供了一个计算效率高的替代方案.
• R4算法的原理可以适应其他需要精确的峰值配置定位的光谱应用.