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申请/专利权人：无锡中科光电技术有限公司

摘要：本发明公开了一种用于激光雷达标定的质控装置及其方法，涉及激光雷达技术领域，包括无人机搭载的测试平台用于飞行标定，且测试平台固定安装在无人机的吊舱中；所述测试平台包括传感器组、供电系统、控制系统和通讯模块，且测试平台用于实时反馈当前温湿压和地理位置信息；所述通讯模块双向连接端连接有雷达系统，且雷达系统通过无线通信设备实现同无人机上的测试平台进行同步对接通讯；本发明提供的技术方案中，使得整个系统数据同步传输，实时共享，方便、低成本，同时颗粒物质量浓度测量值标定与温度测量值标定，使得本发明更加简单，可实现颗粒物激光雷达、测温激光雷达的本地化质控标准标定，具有成本低、精度高、操作简单的特点。

主权项：1.一种用于激光雷达标定的质控装置，其特征在于：包括无人机搭载的测试平台用于飞行标定，且测试平台固定安装在无人机的吊舱中；所述测试平台包括传感器组、供电系统、控制系统和通讯模块，且测试平台用于实时反馈当前温湿压和地理位置信息；所述传感器组与控制系统相连接，且控制系统用于传感器组信号通讯，进行实时数据比对和校准；所述供电系统包括电源系统，且电源系统为控制系统和传感器系统单独供电；所述通讯模块双向连接端连接有雷达系统，且雷达系统通过无线通信设备实现同无人机上的测试平台进行同步对接通讯；所述传感器组包括高精度温湿度传感器、颗粒物监测传感器、海拔传感器和定位传感器，且高精度温湿度传感器探头、颗粒物监测传感器、海拔传感器和定传感器分别与控制系统相连接；所述雷达系统包括若干个颗粒物激光雷达与若干个测温激光雷达，且若干个颗粒物激光雷达与若干个测温激光雷达分别与通讯模块双向连接；所述颗粒物激光雷达由、发射系统、接收系统、光电转化采集系统和信号处理控制系统组成；测温激光雷达由激光发射光路系统、光信号接收系统、分光系统、光信号转化系统、电信号处理系统和数据采集计算处理系统组成；其中，该一种用于激光雷达标定的质控装置的方法，包括激光雷达颗粒物浓度的标定过程和激光雷达温度的标定过程；激光雷达颗粒物浓度的标定过程步骤如下：①数据同化，将激光雷达的颗粒物浓度廓线，无人机测量的颗粒物浓度廓线记为，若二者空间分辨率不同，将无人机测量值按激光雷达空间分辨率来进行处理，得到；②计算标定参数，假定连续测量m次，m次的无人机测量期望值为： ；式中的角标i表示第i次测量，i=1,2,……,m；选择作为激励函数，设置参数对作为标定参数，即： ，采用迭代更新方法更新P和Q，可以添加上角标用以标记，具体地： 其中标示当前迭代的次数；每次迭代中的误差定义如下： ；设定误差阈值，若，则认为此次迭代达到预设的标定效果，则停止迭代，当前的，为最优化的标定参数对，若则认为没有达到预设的标定效果，需要继续迭代优化，在进行下一次迭代时，可以使用下述方法更新： ； ；其中的为迭代参数，用于控制迭代的速度，当越大，理论上迭代至结束的次数越多，但每次迭代的结果更精确；③获得最优化标定参数对后，用以激光雷达颗粒物浓度反演结果的校准；激光雷达温度的标定过程步骤如下：①数据同化，为方便计算，将无人机测量的温度廓线按激光雷达空间分辨率来进行处理，得到；②计算标定参数，根据激光雷达测温反演公式： ；式中，为激光雷达反演的温度廓线，为激光雷达测得的氮气分子转动拉曼谱线的低阶信号与高阶信号的比值，，，为标定参数；为了排除氧气分子谱线附近的氧气分子的谱线的影响，利用二阶多项式的校正方法来校准温度廓线，即有： ；为了使雷达反演的与无人机测量并同化的值误差最小，必须使式中的标定参数，，精确化，所以有： ；选择作为评价函数，寻找可以使得取到最小值的，，作为最优的标定系数；③将更新的，，用于激光雷达反演温度廓线，以实现激光雷达温度的标定。

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