Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện tử: Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống Lidar quan trắc Sol khí

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm nâng cao độ chính xác khi tính độ cao lớp biên khí quyển từ số liệu đo của hệ Lidar được xây dựng, thí điểm đo kiểm chứng và xử lý số liệu tại khu vực Hà Nội. Mời các bạn cùng tham khảo!

VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA U DUY TU N SOL Ĩ - 2021 VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA U DUY TU N - 2021 I CA Đ AN s u n nv t n tl n n v n usn xn m o n yl n trìn n n kết n n u trìn b y tron lu n n l trun t từn ể bảo v v n o n t u nt u– nn n u n nl m o uy n u n n usn xn lu n n ã m ơn, ỉ rõ n uồn ố m o n rằn m t n t n trí LIDAR nt , n , n v n n t m u n n u ,k v mìn , h quan s úp ỡ o v t n tron lu n n n y u , n y tháng năm 2021 ả lu n n D i T n IC r t n, n ỡ, usn xn u n Anh, n v nv k í N n l n l ảm ơn ến TS t y ã n n n uy n u n uy n m n, u s n tron suốt qu trìn t úp n lu n n t ến sĩ n ã usn xnb yt l n v n, k í usn t l n nn n n u ảm ơn t uy n u s n tron suốt t nt ,Tn ,T ế ruy n nt n y nn từ năm n ến tron n u sn nn n p v t n ã s n x n ảm ơn t u n nt ,Tn ,T on n usn n úp ỡ tốt n ất ể n n u sn n , n v to n t ể , n h n n tìn ảm n n b n ín t n nt n u, n t p tron n qu n nt n ảm ơn! , n y … tháng … năm 2021 ả lu n n D ii T C C Danh mụ k u, viết tắt v t ến n v n mụ b ểu xi n mở u C ơn n qu n v t ốn r qu n trắ sol k í t vấn 1.1 p ơn p p o sol k í tron k í 11 1.1.1 ơn p p o sol k í tr c tiếp 12 1.1.2 ơn p p o sol k í n 1.1.3 ụn n t ếp ( r tr n t ế v t ) 13 t m 16 r o sol k í 18 1.2 Các nghiên c u thiết kế, chế t o h 1.2.1 Trên gi i: 18 1.2.2 Ở t m 24 ơn p p x n cao l p biên khí số li u Lidar 27 1.3.1 Trên gi i 27 1.3.2 Ở Vi t Nam 29 ết lu n ơn 30 ơn ơn p p qu n trắ sol k í bằn r 32 t vấn 32 2.1 Nguyên lý ho t ng c r o c thơng số khí 39 2.2 ơn trìn Lidar 44 2.2.1 số K 48 2.2.2 G(R) hàm phụ thu c vào yếu tố hình h c c a h 48 2.1.3 β( ) 2.1.4 ( ) số tán x n tr sol k í 49 ng truy n 50 ết lu n ơn 51 ơn ơn p p t ết kế, chế t o tích h p h Lidar quan trắc sol khí tố u 53 3.1 Bài toán xây d ng h Lidar 53 iii 3.2 Thiết kế h Lidar 54 3.2.1 L a ch n m t số modul ph n c ng 55 3.2.2 Chế t o m t số modul ph n c ng 66 3.3 p n t n số r 70 3.4 u ỉn r 77 3.5 Xây d n ơn trìn p n m m o v l u tr số l u 84 ết lu n ơn 87 ơn y ng ph n m m x l kết o v p ơn p p tín o l p b n k í t k u v 88 t vấn 88 4.1 n m m x l số l u o 89 o t n mv n kết o rt 93 l u o sol k í t Lidar 93 n số k t u t v t số l u r 93 l u o sol k í t rn n u ế t o 94 ố l u o sol k í bằn b n t m k n 96 4.2.2 n tí kết o 97 ết o t t ết b 97 ết o t t ết b r 99 4.3 ín o l p b n k í bằn số l u r 103 ết lu n ơn 114 K T LU N 115 n mụ n trìn k o t ả l n qu n ến lu n n 117 l u t m k ảo 118 Tiếng Vi t 118 Tiếng Anh 118 126 iv D , N N ABL Atmospheric Boundary Layer pr n k í ADC Analog - to -Digital Converter uyển t ơn t - số AERONET Aerosol Robotic Network AFV Apparent Field of View AOD Aerosol Optical Depth APD Avalanche Photodiode AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer n l qu n kế o sol k í tron k í r n n ìn b ểu k ến y qu n ốt t EARLINET European Aerosol Lidar Network Field of View Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LBKQ The planetary boundary layer Lidar Light Detection and Ranging LRS Lidar and Radiometric Sensing MODIS Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer MPLNET The NASA Micro-Pulse Lidar Network NASA National Aeronautics and Space Administration v l ết b o b ả o x p n n r qu n trắ k í Châu Âu r FOV sol k í n n ìn k uế n s n bằn p t x kí t í p b n k í ết b p t n n s n v k oản rv ảm b ến p n x ết b o qu n p ìn ản n r qu n n k n v trụ o ỳ ol m ồn p OF Overlap Function PMT Photomultiplier Tube Modules QE Quantum Efficiency u suất l n t S Radiant Sensitivity n yb x SNR Signal-to-Noise Ratio UAV Unmanned Aerial Vehicle WCT Wavelet Covariance Transform B ến Wavelet h p p ơn s α Extinction Coefficient H số suy β Scatter Coefficient H số t n x n n n n qu n ỷ số tín vi n u tr n n tt ể b yk n n l o n s n u D Số hi u hình v Tên hình v Trang ìn Cấu trúc c a t ng khí ìn M ng tr m Lidar khu v ìn Minh h a hình th c nghiên c u khí 11 Ảnh minh h 12 ìn ìn p n m n n u khí ơn p p o sol k í tr c tiếp n b y m n t ết b o sol k í 10 13 ìn 1.6 ấu trú r t o k ểu -static 15 ìn 1.7 ấu trú r t o k ểu ồn trụ 16 ìn ìn Ảnh h Lidar t i Vi n V t lý,Vi n Hàn lâm KH&CNVN 17 ìn 10 Ảnh h Lidar LSA- 18 tr m 16 , r n i h c Bách Khoa Hà�� t u tl o t ơn n v số l u p oton t u o tố km, p n t t ơn n v o l H N tr n y; ả t ết b l t t ơn ố ết b m oở l số l u l m t m km v n t ơn n v 1440 p út (m t n y) 4.2.1.2 D o l l u τ ( u kỳ) = k oản t k ul * t n số s u s t ì tr n to n m n ìn n ấp l n ơn trìn o * s= o v t u t p số l u từ t ì quét xon m n ìn t ì l u ov ym n k [90] n quét ết m n ìn l T= 10* τ = ron h Lidar t n ểm tr n m n ìn l v k oản t 94 s o n k v o m y tín l ểm số n t ơn n l d u o Tín chi u tín gấp u c tín hi u t n x v p ản x n n quãn (p t r ) v ,k p n u tín ả h  u v (n n v ) ut v trí ủ m o n k số l u o t ế o o n k bắt t ểt u n k tín l ( )l ỉn t n t ể o o trí ồn b tr n tố Khoản ả Lidar T n tố n n Ct d 108  0.02 106   3m 2 n k Hìn ểm u l t u o n quãn l p ép o l u t p số l u o sol k í bằn ồn b n o tr n n quét tr n o n t y n k t ì k oản = c H km v p n 4.6 Ản tín t ốn Lidar tr n t (nằm n n ) m t τ ( u kỳ) = ả l n n u ồn b n o o st ì o tố m tế Hìn 4.7 tố o tx n (t ẳn z = h *sin(250) z = 30 *sin(250) =12,67 Km 95 n ) l o n k so v trụ o n ... 51 ơn ơn p p t ết kế, chế t o tích h p h Lidar quan trắc sol khí tố u 53 3.1 Bài toán xây d ng h Lidar 53 iii 3.2 Thiết kế h Lidar 54 3.2.1 L a ch n m t số modul... p biên khí từ số li u Lidar v i n i dung: 115 ơn p p tín + Ph n m m o, t u t p x lý kết o m y v sol k í tron k í t o t nt v p n ả k n n o ( -3m) Thu th p năm x lý số li u quan trắc mây sol khí k...ến s n , truy n nhi t, khí thải nh c a khí l p thấp, u ki n v n chuyển sol khí chất gây ô nhi m Phân bố theo chi u thẳng ng c a thông số k í t ng c tính sol khí thông số u vào quan tr ng c a mơ hì