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基于布里渊散射的水下激光遥感相对于其他海水环境要素遥感方式具有损耗小、信噪比高、抗干扰能力强等特点,更具有优势。由此,本文讨论了基于法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)标准具(etalon)和增强型电耦合器(Intensified Charge Coupled Device,ICCD)的布里渊激光雷达系统(Brillouin LiDAR system,BLS)水下测温原理并结合仿真讨论了信号处理流程。 然而,在激光雷达系统中存在着影响测温精度的诸多原因,为此本文分析了影响测温精度的因素并重点分析讨论了发射激光单稳频特性、激光雷达接收系统中F-P etalon自由光谱范围(Free Spectral Spectra,FSR)标定误差以及系统中随机散粒噪声对最终温度遥感精度带来的影响。分析表明,激光发射系统对布里渊线宽测量带来4MHz左右的误差,而对布里渊频移的测量误差基本可以忽略;F-P etalon自由光谱范围标定误差基本仅对布里渊频移的测量造成误差,约为3.6MHz左右,而对布里渊线宽的测量误差基本忽略。而随机散粒噪声是影响整个系统测量精度的最大原因。随机噪声对布里渊频移和线宽的测量都会带来影响,但是在同一信噪比条件下对线宽测量的影响更大。与此同时,研究发现对于较低温度(10℃)条件下采用线宽测量的方式反演温度较好些,而对于较高温度(30℃),则更适合采用频移测量的方式。另外,为了兼顾温度遥感的实时性与测量结果的稳定性和精度,采用5次测量取平均的方式更为合理。 除此之外,本文还进行了真实的水下布里渊散射实验,实验采集了水下27m深处的5组数据。实验中的水温为12.5℃,盐度为0‰。对于单次测量而言,经由布里渊频移反演得到最大温度误差为2.36℃,而经5组数据平均后温度测量误差可以被显著改善,降为0.71℃;采用布里渊线宽反演得到的最大温度误差为2.24℃,经过5组数据平均后误差降为0.06℃,这小于经由测量频移的方式反演温度得到的误差。