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龙图腾网获悉中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116449333B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310142296.X，技术领域涉及：G01S7/48；该发明授权基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法是由刘继桥;高雪洁;陈卫标;樊纯璨;陈橙;竹孝鹏设计研发完成，并于2023-02-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法，属于大气激光遥感技术领域。该方法能够有效的从包含多个硬目标反射的回波信号中提取出云的回波信号，计算云上二氧化碳柱浓度，包括以下步骤：对路径积分差分吸收激光雷达IPDALidar原始数据进行预处理，提取出辅助数据如时间、位置、载荷姿态角和速度等信息；从去除背景噪声的信号数据中提取出信号特征，利用基于中位数绝对偏差的筛选方法确定信号峰值位置；利用信号峰值位置求解硬目标距离海平面的高度；计算各回波距离差，利用高度阈值匹配信号点，然后对匹配回波信号的积分范围做一致性处理并求解积分值；利用统计特征和高度阈值对匹配后的信号进行筛选得到有效的云回波信号；利用云的online和offline回波信号求解差分光学厚度DAOD；利用温度、湿度、压强数据，结合多普勒频移矫正计算积分权重函数IWF；最终计算云上的二氧化碳柱线浓度XCO2。

本发明授权基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法在权利要求书中公布了：1.一种基于激光雷达云回波信号确定二氧化碳柱线浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1.利用路径积分差分吸收激光雷达系统获得地面和云层的回波信号； 步骤2.对所述地面和云层的回波信号进行预处理，包括： 提取辅助数据段，获得时间信息、位置信息和载荷飞行信息；以及监测信号和回波信号； 步骤3.信号去噪：分别去除online和offline信号段的本底噪声，并进行局部加权二次回归平滑去噪，得到去噪后的信号； 步骤4.信号特征的提取:将所述去噪后的信号的所有极小值点作为信号点的待筛选数据集，利用基于中位数绝对偏差的离群值筛选方法对该待筛选数据集进行筛选，提取所有信号的峰值点，将online和offline回波信号段的信号点进行匹配，对相匹配的回波信号的积分范围做一致性处理求解积分值，获得信号的峰值位置及电压、积分区间及电压，并分别取online和offline信号段的预触发数据点作为噪声数据； 步骤5.根据所述信号的峰值位置计算目标距离海平面的高度； 步骤6.利用统计特征和高度阈值对匹配后的信号进行筛选，得到有效的云回波信号； 步骤7.根据云的online和offline回波信号电压积分值计算差分吸收光学厚度DAOD； 步骤8：利用温度、湿度、压强气象数据，结合多普勒频移校正计算积分权重函数IWF； 步骤9：根据步骤7得到的差分吸收光学厚度和步骤8得到的积分权重函数，计算云上的二氧化碳柱线浓度XCO2，并根据不同的分辨率要求，对二氧化碳柱线浓度进行多点平均； 步骤4中利用基于中位数绝对偏差的离群值筛选方法对该待筛选数据集进行筛选，即筛选出信号点样本中与中位数相差超过三倍经过换算的中位数绝对偏差的点即为回波信号点，其中，中位数绝对偏差MAD定义为： MAD＝median|Xi-meadianXi|i＝1,...,n 其中，medianX表示数据的中位数，Xi表示第个数据点；具体方法是筛选出信号点样本中与中位数相差超过三倍经过换算的中位数绝对偏差的点即为回波信号点，即满足： XiMAD+3·σ XiMAD-3·σ 将MAD当作标准差σ估计的一种一致估计量时，σ＝k·MAD，k为比例因子常量，对于正态分布数据，k≈1.4826； 步骤5中根据所述信号的峰值位置计算目标距离海平面的高度H，公式如下： H＝h-D·cosγp·cosγR D＝0.5×don+doff 其中，h为载荷的飞行高度，γp为飞行俯仰角，γR为飞行滚转角，D为载荷到目标的距离，don和doff分别为用Online脉冲和Offline脉冲计算得到的载荷到目标质心的距离。

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