ICS 13.040.01 CCS Z 10 15 内蒙古自治区 地方 标准 DB15/T 4285—2026 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动 监测技术规范 Technical specification for vertical det ection of sand and dust weather by backscattering lidar 2026-01-30发布 2026-03-01实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发布 DB15/T 4285 —2026 I 目次 前言 ................................ ................................ ................. II 1 范围 ................................ ................................ ............... 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ..... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ......... 1 4 方法原理 ................................ ................................ ........... 2 5 系统组成与技术性能要求 ................................ ............................. 3 6 安装、调试、试运行与验收 ................................ ........................... 4 7 系统日常运行维护 ................................ ................................ ... 6 8 质量保证和质量控制 ................................ ................................ . 8 9 数据有效性判断 ................................ ................................ ..... 9 附录A（资料性） 后向散射激光雷达垂直探 测沙尘天气自动监测系统结构示意图 .............. 10 附录B（资料性） 性能检测指标计算方法 ................................ ................ 11 附录C（资料性） 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气 自动监测系统安装调试报告 ............ 16 附录D（资料性） 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动监测系统试运行报告 .............. 21 附录E（资料性） 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动监测系统验收报告 ................ 23 附录F（资料性） 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动监测系统巡检、性能检测和质控工作记录 表 ................................ ................................ ................... 27 DB15/T 42 85—2026 II 前言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由内蒙古自治区生态环境厅归口。 本文件起草单位： 内蒙古自治区环境监测总站、安徽大学、中国科学院安徽光学精密机械研究所、 中国科学院大气物理研究所。 本文件主要起 草人：谷雨、白雪椿、项衍、高文康、韩见弘、郝峰、张天舒、于学普、范广强、 程宇飞、付毅宾、周兴军、赵露、徐曼、郭伟楠、孙倩倩、吴八一、郭红 英、陈鑫、葛瑞飞、刘一 伊、王佐强、刘艳荣、王晓雪、石亚鹏。 DB15/T 4285 —2026 1 后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动监测技术 规范 1 范围 本文件规定了后向散射激光雷达垂直探测沙尘天气自动监测技术的方法原理与系统组成、技术性 能要求、系统日常运行维护、质量保证和质量控制、数据有效性判断等技术要求。 本文件适用于采用基于米散射原理的垂直探测激光雷达对沙尘天气的连续自动监测时的运行与质 量控制工作。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用 于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 2894-2008 安全标志及其使用导则 GB/T 7247.1 -2012 激光产品的安全 第1部分：设备分类和要求 GB/T 10320 -2011 激光设备和设施的电气安全 GB/T 20480 沙尘天气等级 HJ 655 环境空气颗粒物（ PM10和PM2.5）连续自动监测 系统安装和验收 技术规范 HJ 664 环境空气质量监测点位布设技术规范 （试行） HJ 817 环境空气颗粒物（ PM10和PM2.5）连续自动监测系统 运行和质控技术规范 3 术语和定义 GB/T 20480 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 激光雷达 lidar 使用激光器作为发射光源，通过接收大气中气溶胶或大气分子的散射回波信号，探明大气结构和反 演大气参数的主动遥感设备。 沙尘天气 sand and dust weather 沙粒、尘土悬浮空中，使空气浑浊，能见度降低的天气现象。 [来源：GB/T 20480 -2025，2.1] 米散射 mie scattering DB15/T 4285 —2026 2 当粒子尺度接近或大于发射光波长时，其散射的光强度在各方向是 不对称的， 其中大部分发射光线 沿着前进方向进行散射。 瑞利散射 rayleigh scattering 当粒子尺度远小于发射光波长时，其各方向上的散射光强度是不一样的，散射光强度与发射光的波 长四次方成反比。 盲区 blind region 在离激光雷达非常近的一段距离范围内，激光器发射的激光光束不在接收视场内，接收望远镜接收 不到大气颗粒物及分子的后向散射光，或者 由于杂散光信号影响，无法分离出大气颗粒物及分子的后向 散射光有效信号，这一区域称为激光雷达的盲区。 过渡区 transition regio n 发射的激光光束逐步地进入接收望远镜的接收视场内，大气颗粒物及分子的后向散射光只是部分 的被接收，这一区域称为激光雷达的过渡区。 消光系数 atmospheric extinction coefficient 发射光在大气中传播单位距离时的相对衰减率，是 大气颗粒物及分子 对发射光的散射与吸收的贡 献之和。单位 为：km-1。 退偏振比 depolarization ratio 大气颗粒物及分子 在对偏振光的散射作用中散射光的垂直偏振部分强度和平行偏振部分强度的比 值。 空间分辨率 spatial reso lution 激光雷达采集到的原始回波信号是离散数据， 相邻两个数据点之间对应的空间距离差。 单 位为：m。 标称激光脉冲能量 nominal laser pulse energy 激光雷达系统中激光器在标准工作条件（如规定的供电电压、工作温度、重复频率等）下输出的单 个激光脉冲能量，单位为 ：J。 4 方法原理 DB15/T 4285 —2026 3 后向散射激光雷达采用米散射原理发射激光，通过望远镜接收颗粒物和云 等的后向散射信号，解析 特定波长的后向散射信号，反演颗粒物的消光系 数和退偏振比，实现颗粒物的空间分布和云的监测。 激光与大气中的球形粒子相互作用 产生的后向散射光会保持激 光的偏振比，而激光与非球形粒子 相互作用的后向散射光会改变发射激光的偏振比，发生退偏效应。利用激光雷达同时探测到的后向散射 信号中的平行分量和垂直分量，计算得到大气的退偏振比。退偏振比的大小反映沙尘天气时沙尘颗粒和 云的非球形特性。 5 系统组成与技术性能要求 系统组成 系统通常由光源发射系统、接收系统、数据采集与分析系统三部分组成。沙尘天气后向散射激光 雷 达需要满足基本的系统组成和功能要求，结构示意图参照附录 A。 光源发射系统 光源发射系统主要包括脉冲激光器、光束准直器 和光束发射器。将激光光束 经过放大、准直、反射 之后，按照一定的角度发射至大气中，当激光遇到大气中的沙尘颗粒、云、分子等后发生散射。 接收系统 接收系统主要包括望远镜、窄带滤光器和光电探测器等。激光与大气相互作用产生的后向散射光被 望远镜接收后，通过消色差透镜组后经