본 논문은 차분흡수 라이다의 알고리즘을 구성하고, UV-Bank를 이용하여 파장에 대한 $O_3$, $SO_2$$NO_2$의 흡수스펙트럼을 조사하고, 최적파장 모텔을 설정하였다. 여기서, 선택된 파장들은 $O_3$에 대해 292.00(${\lambda}_{on}$), 295.20(${\lambda}_{off}$), $SO_2$에 대해 299.38 (${\lambda}_{on}$), 300.05(${\lambda}_{off}$) 이고 $NO_2$에 대해 448.00(${\lambda}_{on}$), 449.85(${\lambda}_{off}$) 이다. 특히, 차분흡수 라이다의 가상모델을 설정하고, 선택된 최적파장을 사용하여 측정거리에 대한 오차를 시뮬레이션 하였다. 망원경의 지름이 300 mm인 모델-I 에서 레이저의 에너지를 3 mJ 과 10000 shots을 송신했을 때, 10% 이내의 오차범위에서 최대 측정거리는 $O_3$의 경우 4 km이고, $SO_2$와 $NO_2$의 경우 5 km이다. 또한, 망원경의 지름이 600 mm인 모델-II에서 레이저의 에너지를 30 mJ과 10000 shots을 송신했을 때, 10%이내의 오차범위에서 최대 측정거리는 $SO_2$와 $NO_2$의 경우 13 km이다.
본 논문은 차분흡수 라이다의 알고리즘을 구성하고, UV-Bank를 이용하여 파장에 대한 $O_3$, $SO_2$$NO_2$의 흡수스펙트럼을 조사하고, 최적파장 모텔을 설정하였다. 여기서, 선택된 파장들은 $O_3$에 대해 292.00(${\lambda}_{on}$), 295.20(${\lambda}_{off}$), $SO_2$에 대해 299.38 (${\lambda}_{on}$), 300.05(${\lambda}_{off}$) 이고 $NO_2$에 대해 448.00(${\lambda}_{on}$), 449.85(${\lambda}_{off}$) 이다. 특히, 차분흡수 라이다의 가상모델을 설정하고, 선택된 최적파장을 사용하여 측정거리에 대한 오차를 시뮬레이션 하였다. 망원경의 지름이 300 mm인 모델-I 에서 레이저의 에너지를 3 mJ 과 10000 shots을 송신했을 때, 10% 이내의 오차범위에서 최대 측정거리는 $O_3$의 경우 4 km이고, $SO_2$와 $NO_2$의 경우 5 km이다. 또한, 망원경의 지름이 600 mm인 모델-II에서 레이저의 에너지를 30 mJ과 10000 shots을 송신했을 때, 10%이내의 오차범위에서 최대 측정거리는 $SO_2$와 $NO_2$의 경우 13 km이다.
In this study, we composed algorithm for DIAL(Differential Absorption Lidar). We investigated the absorption spectrum of $O_3$, $SO_2$ and $NO_2$ dependent on wavelengths using data base UV-Bank and determined the optimized wavelength model. Here, the selected optima...
In this study, we composed algorithm for DIAL(Differential Absorption Lidar). We investigated the absorption spectrum of $O_3$, $SO_2$ and $NO_2$ dependent on wavelengths using data base UV-Bank and determined the optimized wavelength model. Here, the selected optimal wavelengths are 292.00(${\lambda}_{on}$), 295.20 (${\lambda}_{off}$) for $O_3$, 299.38(${\lambda}_{on}$), 300.05 (${\lambda}_{off}$) for $SO_2$ and 448.00(${\lambda}_{on}$), 449.85(${\lambda}_{off}$) for $NO_2$. In particular, we established the supposed model of DIAL and simulated the error of measuring distance using the selected optimal wavelength. In the model-I with telescope of 300 mm diameter, laser energy of 3 mJ and transmission of 10000 shots, maximum distances are 4 km for $O_3$ measurement and 5 km for $SO_2$ and $NO_2$ measurements. Also, in the model-II with telescope of 600 mm diameter, laser energy of 30 mJ and transmission of 10000 shots, maximum distances are 13 km for $SO_2$ and $NO_2$ measurements.
In this study, we composed algorithm for DIAL(Differential Absorption Lidar). We investigated the absorption spectrum of $O_3$, $SO_2$ and $NO_2$ dependent on wavelengths using data base UV-Bank and determined the optimized wavelength model. Here, the selected optimal wavelengths are 292.00(${\lambda}_{on}$), 295.20 (${\lambda}_{off}$) for $O_3$, 299.38(${\lambda}_{on}$), 300.05 (${\lambda}_{off}$) for $SO_2$ and 448.00(${\lambda}_{on}$), 449.85(${\lambda}_{off}$) for $NO_2$. In particular, we established the supposed model of DIAL and simulated the error of measuring distance using the selected optimal wavelength. In the model-I with telescope of 300 mm diameter, laser energy of 3 mJ and transmission of 10000 shots, maximum distances are 4 km for $O_3$ measurement and 5 km for $SO_2$ and $NO_2$ measurements. Also, in the model-II with telescope of 600 mm diameter, laser energy of 30 mJ and transmission of 10000 shots, maximum distances are 13 km for $SO_2$ and $NO_2$ measurements.
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문제 정의
차분 흡수 라이다의 시스템의 두 가지 모델의 파라미터를 설정하고. 선택된。3, S02와 N02의 측정거리에 대한 오차를 시뮬레이션 하여 두 모델을 비교 분석함 으로써 최적의 차분흡수 라이다를 구성하는데 그 목 적이 있다.
주기적인 진동 곡선으 로 표현되고 있다. SO2와 NO2 가스의 측정을 위하여 차분흡수 방식에서 파장 간격을 두는 것은 인접 한 파장을 선택하는 경우보다 차분흡수 단면적을 크게 하는데 목적이 있다.
또한 후방산란계수의 파 장 의존성과 에어로졸에 의한 레이저광의 감소를 억 제하지만 이의 최적수준을 정하는 것은 첨단기술분야 에 속하며 기술적으로 매우 어려운 문제를 가지고 있다. 따라서 최적의 파장을 선택하고, 우수한 출력에너지 및 스펙트럼 특성의 레이저 개발. 레이저빔의 발산 각에 적합한 구경의 망원경 제작.
본 연구에서 차분흡수 라이다의 각 모델에 대한 모의실험을 통해 각 파라미터를 제시하였으며. 요구 되는 송신광의 에너지와 최대 측정거리 및 오차율을 예측할 수 있어 최적의 장치를 구성할 수 있을 것이다.
제안 방법
S02. N02의 흡수 스펙트럼을 조사하여 상호관계에 의한 최적파장을 정 립하고. 차 분흡수 라이다에 대한 두 가지 모델을 설정하여 선 택된 C& S02와 N02의 최적파장에 대한 측정거리 에 대한 오차를 시뮬레이션 하였다.
SO2. N6의 흡수스펙트럼 을 조사하여 최적 파장모델을 정 립 하여 대기분자에 대한 산란 및 감쇠계수와 에어로졸 밀도 등의 대기광학 파라미터를 설정하였다. 또한.
N02의 흡수 스펙트럼을 조사하여 상호관계에 의한 최적파장을 정 립하고. 차 분흡수 라이다에 대한 두 가지 모델을 설정하여 선 택된 C& S02와 N02의 최적파장에 대한 측정거리 에 대한 오차를 시뮬레이션 하였다. 이때.
또한. 차분 흡수 라이다의 시스템의 두 가지 모델의 파라미터를 설정하고. 선택된。3, S02와 N02의 측정거리에 대한 오차를 시뮬레이션 하여 두 모델을 비교 분석함 으로써 최적의 차분흡수 라이다를 구성하는데 그 목 적이 있다.
측정 오차를 계산할 때 장치의 잡음을 무시하였다. 상대적인 측정 오차가 10% 이내일 때.
대상 데이터
1과 같다. 본 모 델에서는 러시아의 사설연구소인 Eridan-1에서 작 성한 UV 스펙트럼 데이터 베이스인 UV-Bank를 사용하였으며. 여기에는 65 종류의 가스에 대한 흡 수 단면적의 정보가 수록되어 있다
데이터처리
경계충에서의 03, S02. N02의 농도에 대한 profilee ERIDAN-Ⅱ의 데이터 베이스와 1992 년 환경 연감을 기초로 하여 계산하였으며 그 값은 Table 2와 같다.
이론/모형
첫째, 대기광학 변수들은 분자 및 에어로졸 산란과 에어로졸 및。3, S02, N02의 흡수에 의해 결정된다. 둘째 , 분자의 소거 및 후방 산란 계수는 Rayleigh 공식에 의해 계산한다.
넷째. 배경 에어로졸의 모델변수들은 소거 및 후 방 산란은 Mie 공식에 의해 계산하며, Table 3에 나타난 바와 같다.
후속연구
본 연구에서 차분흡수 라이다의 각 모델에 대한 모의실험을 통해 각 파라미터를 제시하였으며. 요구 되는 송신광의 에너지와 최대 측정거리 및 오차율을 예측할 수 있어 최적의 장치를 구성할 수 있을 것이다.
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