機(jī)載面陣三維激光雷達(dá)運(yùn)動(dòng)成像的特性研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)三維測(cè)量技術(shù)的發(fā)展為獲取高分辨率的地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段，它能夠快速獲取高精度、高空間分辨率的數(shù)字高程模型，得到地面目標(biāo)的垂直結(jié)構(gòu)形態(tài)，在三維地理空間信息的數(shù)據(jù)采集方面具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用需求。
　　 本文首先介紹機(jī)載激光雷達(dá)以及其他機(jī)載三維空間測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，其中基于增益調(diào)制測(cè)距原理的面陣成像激光雷達(dá)具有很好的發(fā)展前景，這種雷達(dá)將返回的激光回波通過像增強(qiáng)器進(jìn)行增益調(diào)制，并最終成像在CCD上得到

2、強(qiáng)度圖，再通過強(qiáng)度圖計(jì)算出目標(biāo)三維距離信息。討論了將該種雷達(dá)應(yīng)用于機(jī)載探測(cè)時(shí)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和在散粒噪聲受限時(shí)的測(cè)距性能。為了提高這種面陣激光雷達(dá)在遠(yuǎn)距離機(jī)載探測(cè)時(shí)的測(cè)距精度，提出了增加積分時(shí)間利用多脈沖曝光和多幀距離圖像匹配疊加的方案：第一種方法為延長(zhǎng)積分時(shí)間，接收更多回波光脈沖，并在該積分時(shí)間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償防止圖像模糊；第二種方法針對(duì)面陣激光雷達(dá)對(duì)地探測(cè)得到的圖像序列之間具有較大重疊部分的特點(diǎn)，將多脈沖曝光后得到的雷達(dá)距離圖像配準(zhǔn)疊加

3、增加信號(hào)強(qiáng)度以提高測(cè)距精度。
　　 由于機(jī)載平臺(tái)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的存在和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的非理想補(bǔ)償，面陣激光雷達(dá)延長(zhǎng)積分時(shí)間不可避免的引起像點(diǎn)之間互相串?dāng)_混疊，分析了這種串?dāng)_效應(yīng)對(duì)雷達(dá)強(qiáng)度圖和距離圖的影響。
　　 編寫程序仿真機(jī)載面陣激光雷達(dá)對(duì)地探測(cè)的過程。程序綜合考慮了各個(gè)因素對(duì)仿真結(jié)果的影響，包括建立虛擬的地面三維場(chǎng)景、飛行平臺(tái)的各種非理想運(yùn)動(dòng)、曝光時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、光源強(qiáng)度的非均勻分布、探測(cè)器的噪聲模型和信號(hào)量化等，并將各個(gè)