Processing of the lidar signal for multicomponent gas analysis of the atmosphere

An algorithm of the lidar signal processing is considered for the problems of multicomponent gas analysis of the atmosphere. Procedures of the lidar signal processing, based on the methods of regularization of incorrect mathematical problems solution, is described for differential absorption lidar experiments. The discrepancy method is used for choice of the regularization constant. Several computer programs based on the proposed method are written for IBM PC AT. The results of numerical experiments are presented for reconstruction of the gas concentrations in the multicomponent gas mixture. The results of numerical experiments are shown to be in complete agreement with analytical expressions for two-component mixture.

References

[1] Макушкин Ю.С., Мицель А.А., Хмельницкий Г.С. / Журнал прикладной спектроскопии. - 1981. - Т. 35. - Вып. 5. - С. 785-790.

[2] Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. - М.: Мир, 1987. - 550 с.

[3] Иванов С.В., Панченко В.Я., Разумихина Т.Б. / Оптика атмосферы и океана. - 1993. - Т. 6. - № 8. - С. 1023-1029.

[4] Костко О.К., Портасов В.С., Хаттатов В.X., Чаянова Э.А. Применение лазеров для определения состава атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 216 с.

[5] Захаров В. М., Ко с т ко О. К. Метеорологическая лазерная локация. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 222 с.

[6] Броуэлл Э.В. / ТИИЭР. - 1989. - Т. 77. - № 3. - С. 101-113.

[7] Назаров И.М., Николаев А.Н., Фридман Ш.Д. Основы дистанционных методов мониторинга загрязнений природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 300 с.

[8] Воскобойников Ю.Э., Преображенский Н.Г., Седельников А.Н. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике. - Новосибирск: Наука, 1984. - 238 с.

[9] Воскобойников Ю.Э., Катаев М.Ю., Мицель А.А. / Оптика атмосферы и океана. - 1991. - Т. 4. - № 2. - С . 177-184.

[10] Бондаренко С.Л., Долгий С.Н., Зуев В.В. / Оптика атмосферы и океана. - 1992. - Т. 5. - № 6. - С. 611-634.

[11] Катаев М.Ю., Мицель А.А. / 8 Всес. Симп. по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. 1984, ИОА СО АН СССР. - Томск. - С. 331-333.

[12] Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1979. - 288 с.

[13] Турчин В.Ф., Нозик В.З. / Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. - 1969. - Т. 5. - № 1. - С. 29-38.

[14] Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1974. - 831 с.

[15] Форсайт Дж., Маккольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. - М.: Мир, 1980.

[16] Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. - М.: Высшая школа, 1994.