Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2025 номер 5

Количественный анализ спектров поглощения газовых смесей затруднен из-за влияния шума. Для стандартных фильтров осуществляются выбор параметров газовых смесей во всем анализируемом спектральном диапазоне; параметры, оптимальные для сильных линий поглощения, не являются оптимальными для слабых линий, и наоборот. Нами предложен и на примере фильтра Савицкого-Голея реализован подход к созданию адаптивного фильтра, объединяющий оконную версию стандартного фильтра с методом независимых компонент для подавления шумов в экспериментальных спектрах. Численно смоделирована фильтрация модельных спектров поглощения приземной атмосферы, соответствующих лету средних широт, в диапазоне 100-1000 ГГц с использованием адаптивного варианта фильтра. Сравнивалась эффективность адаптивного и стандартного фильтров Савицкого-Голея с использованием количественного критерия близости двух спектральных кривых. Экспериментально оценена эффективность предложенного варианта фильтра: а) для комнатного воздуха с содержанием водяного пара 10000 ppm и б) смеси SO₂ с концентрацией 200 ppm с азотом. Измерены спектры поглощения этих образцов в области 500-700 ГГц, вычислена их сумма и оценена концентрация SO₂ методом разрешения многомерных кривых. Показано, что относительная погрешность восстановления концентрации SO₂ после подавления шума с помощью адаптивного фильтра Савицкого-Голея была в 3,7 раза меньше по сравнению с использованием стандартного фильтра. Предложенный вариант адаптивного фильтра Савицкого-Голея позволяет повысить эффективность подавления шумов в экспериментальных спектральных данных.