基于卡尔曼滤波的差分光学吸收光谱法

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2006, Vol. 34 ›› Issue (10): 113-116,122.

基于卡尔曼滤波的差分光学吸收光谱法

李素文刘文清谢品华

中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥 230031

收稿日期:2005-09-12 出版日期:2006-10-25 发布日期:2006-10-25
通信作者: 李素文(1968-)，女，博士生，副教授，主要从事光谱信号处理技术和弱信号检测研究 E-mail:swli@aiofm.ac.cn
作者简介:李素文(1968-)，女，博士生，副教授，主要从事光谱信号处理技术和弱信号检测研究
基金资助:
国家863计划项目(2002AA641020)；中科院知识创新工程重要方向项目(KJCX2-SW-H08)

Diferential Optical Absorption Spectroscopy Based on Kalman Filtering

Li Su-wen Liu Wen-qing Xie Pin-hua

Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,He 23003 1,Anhui,China

Received:2005-09-12 Online:2006-10-25 Published:2006-10-25
Contact: 李素文(1968-)，女，博士生，副教授，主要从事光谱信号处理技术和弱信号检测研究 E-mail:swli@aiofm.ac.cn
About author:李素文(1968-)，女，博士生，副教授，主要从事光谱信号处理技术和弱信号检测研究
Supported by:
国家863计划项目(2002AA641020)；中科院知识创新工程重要方向项目(KJCX2-SW-H08)

摘要/Abstract

摘要： 针对差分光学吸收光谱(DOAS)技术中气体吸收结构的重叠问题，提出利用卡尔曼滤波进行光谱校正、卡尔曼滤波是一种递推式的现代滤波方法，它在吸收结构严重重叠的情况下，仍可得到很好的分析结果．文中简介了差分光学吸收光谱法，分析了卡尔曼滤波原理，并应用卡尔曼滤波对大气中SO₂ 的差分光学吸收光谱进行了研究，同时探讨了大气中NO₂ 和O₃ 对SO₂ 测量的影响．实验结果表明，该方法可有效地校正重叠，提高了DOAS系统的精度．

关键词: 差分光学吸收光谱, 卡尔曼滤波, 校正, 重叠

Abstract:

In order to overcome the overlapped absorption structures in differential optical absorption spectroscopy(DOAS),a method of spectrum correction based on Kalman filtering is developed.Kalman filtering,a modern re-cumive filtering,can corect disturbed spectrum signals even though the signals are strongly overlapped.This paper introduces DOAS in brief,analyzes the mechanism of Kalman filtering,Kalman filtering is applied to process the
differential optical absorption spectrum of SO₂ in the atmosphere,meanwhile,the influence of NO₂ and O₃ on SO₂is discussed in this paper.Experimental results indicate that the proposed method can effectively corect overlap-ping spectra and greatly improve the accuracy of DOAS system.

Key words: differential optical absorption spectroscopy, Kalman filtering, correction, overlapping

李素文刘文清谢品华. 基于卡尔曼滤波的差分光学吸收光谱法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(10): 113-116,122.

[1]	曾敏, 谢剑醒, 李智涛, 等. 基于EKF的热压焊温度控制方法建模与仿真[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(9): 11-18.
[2]	方港, 袁珑华, 王晓明, 等. 基于集合卡尔曼-Elman网络的软测量建模方法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(8): 126-136.
[3]	王艾迪, 郎洪, 丁朔, 等. 基于语义分割模型的三维沥青路面车辙异常分析方法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(1): 134-144.
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[7]	李潇, 汪涛, 张毅, 等. 网联车混行条件下交通流量融合方法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(5): 49-55.
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[9]	周利兰张乐乐. 两栖车航行阻力特性的数值研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 133-142.
[10]	张家旭, 王晨, 王欣志, 等. 基于自适应滤波器的无人驾驶汽车速度估计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2021, 49(1): 74-81.
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