《大气细粒子与臭氧时空探测激光雷达系统研发与应用示范》

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长期以来,我国缺乏大气细粒子和臭氧时空分布监测数据,相关研究工作依赖国外仪器设备。为扭转这一局面,在2011年国家重大科学仪器设备开发专项的支持下,该项目组致力于自主研发激光器、瞬态记录仪等关键设备,突破激光雷达关键技术瓶颈,研发精确反演和应用软件,建设激光雷达生产线和产业化示范基地,形成一套完整的激光雷达工程化生产技术文档,并利用在业务应用部门开展激光雷达系统的长期示范运行,进行技术验证与优化,积累观测数据和应用经验,形成激光雷达行业应用技术规范,在行业部门进行初步推广。开展了大气气溶胶细粒子和臭氧时空分布的快速在线监测技术研究和系统开发,并通过自主创新,支撑激光雷达探测技术产业化。重点突破激光雷达光源(目前激光雷达的激光器全部依赖进口)、微弱光信号检测、高速大动态范围数据采集等大气细粒子和臭氧探测核心关键技术,掌握了关键部件的制造加工技术,替代进口部件,研制出了激光器、探测系统、瞬态记录仪等关键设备,研发了智能化控制分析软件。将研发的多种关键技术进行系统集成,研制了大气细粒子激光雷达和臭氧探测激光雷达样机,并进行长期示范运行,使技术成熟稳定,达到工业化生产的要求,完成激光雷达的产业化示范。通过业务应用部门示范运行,进行行业内部推广,有效扩大了业务应用部门对激光雷达技术的认知和接受程度。归纳总结了符合国际惯例和中国国情的灰霾和光化学烟雾监测的技术规范草案和指南,通过建立标准化、系统化的操作技术规程,使激光雷达的常规业务运行有章可循。同时,以该课题研发技术为依托,在北京国科世纪激光技术有限公司建立了激光雷达产业化基地,推动了激光雷达核心关键技术的国产化和工业化,培育了有竞争力的环境监测分析仪器新兴产业,推动了国内环保气象等相关领域的技术进步。

成果说明

此类大气细粒子与臭氧时空探测激光雷达系统的成功研制、国产化推进及产业化推广,有助于提高中国激光雷达产业自主创新能力和核心竞争力,提升中国激光雷达仪器生产技术水平,提高激光雷达的国产化率,为中国大气环境实时监测能力建设和数据分析提供安全可靠的技术手段,对于中国环境监测技术的发展将有积极的推动作用。

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