《船载气溶胶激光雷达技术要求》（报批稿）.docx

ICS 07. 060CCS N 92HY中华人民共和国海洋行 业标准HY/T XXXXX-XXXX船载气溶胶激光雷达技术要求Technical requirements for shipborne aerosol lidar2022 -发布2022 -实施目 次前言II1 范围 12规范性引用文件13术语和定义14 技术要求24. 1总体要求24. 2发射系统技术要求24. 3接收系统技术要求24. 4姿态测量技术要求24. 5可靠性与可维护性要求34. 6数据文件要求34.7数据存储要求34. 8标志要求34. 9壳体要求34. 10工作环境要求4附录A （资料性）数据文件格式5A. 1 原始数据内容5A.2观测地点基本信息5A. 3 要素观测值5A.4数据质量控制信息 5参考文献7本文件按照GB/T 1. 1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国海洋标准化技术委员会（TC283）归口。本文件起草单位：山东省科学院海洋仪器仪表研究所。本文件主要起草人：王章军、陈超、李先欣、王秀芬、李辉、庄全风、潘新、张锋、薛博洋、于洋。船载气溶胶激光雷达技术要求1范围本文件规定了船载气溶胶激光雷达的总体要求、发射系统技术要求、接收系统技术要求、可靠性与 可维护性要求、数据文件要求、数据存储要求、标志要求、壳体要求和工作环境要求。本文件适用于海洋环境下大气气溶胶观测的船载气溶胶激光雷达，也适用于岸基环境下大气气溶 胶观测的船载气溶胶激光雷达。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。GB/T 12763. 3海洋调查规范第3部分：海洋气象观测GB 17378. 1海洋监测规范第1部分：总则GJB 1210-91接地、搭接和屏蔽设计的实施3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1气溶胶aerosol固体颗粒、液体颗粒或二者在气体介质中的悬浮体系。这些颗粒物在该体系中的降落速度很小。来源:HJ 492-2009, 2. 23.2船载气溶胶激光雷达Shipborne aerosol I idar一种搭载于船载平台的通过发射激光束并接收大气回波以获取气溶胶光学特性廓线时空分布信息 的仪器。3.3气溶胶消光系数 aerosol extinotion coefficient表征辐射能量在大气气溶胶中衰减程度的物理量，单位为m。 3.4气溶胶光学厚度 aerosoI optical depth气溶胶消光系数在垂直方向上的积分。3.5气溶胶后向散射系数 aerosoI backscatter i ng coeff i c i ent表征大气气溶胶在入射光相反的方向由散射造成辐射能量衰减程度的物理量，单位为Srjnr 1。3.6退偏振比 depo I ar i zat i on ratio大气后向散射光偏振态中垂直分量与平行分量的比值。4技术要求4.1 总体要求船载气溶胶激光雷达总体技术指标应满足如下要求：a） 发射波长： 在200 nm2000 nm内选取，宜用355 nm、532 nm、1064 nm和1550 nm其中一个或多个波长；b）探测高度：晴朗天气条件下，垂直方向最大有效探测范围与6 km,原始信号信噪比二3；c）距离分辨率： 30 m；d）探测方式：走航式/定点式；e）时间分辨率： 2 min （走航式）， 30 min （定点式）；f） 海上观测应满足GB/T 12763. 3和GB 17378. 1的要求。4. 2发射系统技术要求船载气溶胶激光雷达发射系统应满足如下要求：a）出射激光发散角： 0.2 mrad；b）出射激光偏振度： 500： 1 （对有退偏振比测量功能的船载气溶胶激光雷达）。4. 3接收系统技术要求船载气溶胶激光雷达接收系统应满足如下要求：a） 望远镜视场角：0.2 mrad5 mrad范围内可调；b）光电探测器类型：光电倍增管（PMT） /雪崩光电二极管（APD）。5. 4姿态测量技术要求船载气溶胶激光雷达姿态测量应满足如下要求：a）横滚角测量范围：土 180。；b）俯仰角测量范围：土 90° ;c）航向角测量范围：± 180。；d）姿态测量精度： 0. o4.5可靠性与可维护性要求船载气溶胶激光雷达可靠性与可维护性应满足如下要求：a）可靠性：系统整机平均无故障时间 1000 h；激光器：平均无故障时间 3000 h （灯泵激 光器不包括闪光灯寿命）；b）可维护性：一般故障情况下平均修复时间 2 h （不包括激光器损坏等重大故障）。4. 6数据文件要求船载气溶胶激光雷达数据文件应包括但不限于下列要求：a）原始数据文件：用于存储激光雷达采集的各通道原始回波信号数据，原始数据应包含的内容参 考附录A；b） 一级数据产品文件：用于存储反演的气溶胶消光系数、气溶胶后向散射系数、退偏振比（对有 退偏振比测量功能的船载气溶胶激光雷达）等数据，反演算法中应具有船体姿态矫正功能；c）二级数据产品文件：用于存储在一级数据产品的基础上反演得到的气溶胶光学厚度等数据。4. 7数据存储要求船载气溶胶激光雷达数据存储应包括但不限于下列要求：a）支持数据格式和图像格式两种存储方式；b）按照数据类型进行分类存储。4. 8标志要求船载气溶胶激光雷达应在明显位置处设置外观标志和激光警示标志。外观标志应包含但不限于如 下内容：a）生产厂商名称、地址；b）生产日期；c）出厂编号；d）电源供电要求；e）激光波长、能量、重复频率；f）接收通道数量、类型；g）使用环境要求。4. 9壳体要求船载气溶胶激光雷达壳体应满足如下要求：a）船载气溶胶激光雷达壳体应设有收发激光信号的观测天窗；b）船载气溶胶激光雷达壳体应选用防锈材料制造，喷涂防锈防腐漆，表面不应有明显凹痕、划伤、 裂缝、变形等现象，表面涂镀层不应起泡、龟裂和脱落；c）船载气溶胶激光雷达壳体应具有防雨雪、保温、防腐、防潮、防盐雾的功能。4.10工作环境要求船载气溶胶激光雷达工作环境应满足如下要求:a）环境温度：-30 + 55 ;b） 相对湿度：0 % 100 %；c）供电电源：AC 220 V ± 20 V；d）电磁兼容性：应按GJB 1210-91的规定进行接地和屏蔽，激光雷达的探测器、采集电路和主要 信号引线等应加以屏蔽。附录A（资料性）数据文件格式A.1原始数据内容原始数据内容包括但不限于：a）观测地点基本信息；b）要素观测值；c）数据质量控制信息。A. 2观测地点基本信息包括但不限于：a）观测地点经度；b）观测地点纬度；c）观测地点海拔高度；d）观测方式（定点观测/走航观测）A. 3要素观测值包括但不限于：a）观测时间；b）距离分辨率；c）激光能量；d）激光重复频率；e）激光波长；f）激光脉冲累积发数；g）回波信号数据；h）船体姿态的横滚角；D船体姿态的俯仰角；j）船体姿态的航向角。A. 4数据质量控制信息包括但不限于：a）正确；b）可疑；c）错误;d）修改。参考文献1 HJ 492-2009空气质量 词汇