Untersuchung der Einsatz- und Realisierungsmöglichkeiten eines `Low-Cost-LIDAR-Systems` zur Atmosphärenvermessung

Um die Realisierbarkeit und die Einsatzmöglichkeiten eines `Low-Cost-LIDAR-Systems` abschätzen zu können, wurde im Rahmen des Projektes eine Simulationsuntersuchung durchgeführt. Nach Entwicklung eines systemtheoretischen Modells der LIDAR-Messung wurde ein Simulationsprogramm geschrieben, mit dem dann die geplanten theoretischen Untersuchungen durchgeführt werden konnten. Folgende Rauschquellen stellen zusammengefaßt das größte Problem bei der praktischen Realisierung dar und wurden realitätsnah simuliert:

• Photonenstatistik des Nutzlichts und des Hintergrundlichts
• Schrotrauschen des Dunkelstroms der Lawinen-Photodiode
• Statistische Schwankungen des Multiplikationsfaktors der Lawinen-Photodiode
• Thermisches Rauschen im nachgeschalteten Verstärker
• Transistorrauschen im nachgeschalteten Verstärker

Das folgende Bild zeigt einige Ergebnisse der Simulation eines Aerosol-LIDAR-Systems mit einer Laserwellenlänge von 830 nm und einer mittleren Laserleistung von 100 mW. Die Machbarkeit eines Aerosol-Meßgerätes mit einer Reichweite von 2 bis 3 km für Tages- und Nachtbetrieb wird durch die Simulationsergebnisse klar gestützt.
Die Ergebnisse dieses Projektes waren die Basis für die umfangreicheren Projekte "Mini-LIDAR zur Wolkensondierung" und "Realitätsnahe Simulation verschiedenartiger LIDAR-Systeme".