Gm-APD激光雷達(dá)脈沖累積探測(cè)性能的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,激光雷達(dá)在軍事、天文、工業(yè)等諸多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用,已成為高科技領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。Gm-APD(Geiger-Mode of Avalanche Photodiodes)具有單光子靈敏度,因此其在高精度、遠(yuǎn)距離的弱信號(hào)探測(cè)中具有很大的優(yōu)勢(shì)。基于Gm-APD陣列的三維成像激光雷達(dá)近十年來發(fā)展十分迅速。本文主要研究脈沖飛行時(shí)間測(cè)距體制Gm-APD激光雷達(dá)多次累積探測(cè)的探測(cè)概率、虛警概率和測(cè)距精度,提出幾種提高激光雷達(dá)探測(cè)性能

2、的方法。
　　首先,本文介紹了Gm-APD激光雷達(dá)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,明確了本文的研究?jī)?nèi)容。介紹了Gm-APD探測(cè)的基本原理,Gm-APD的探測(cè)模型,采用分立區(qū)間和泊松統(tǒng)計(jì)理論對(duì)雪崩概率進(jìn)行分析,給出了本文中的脈沖飛行時(shí)間測(cè)距體制激光雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和工作過程。
　　其次,本文分別研究了長(zhǎng)死時(shí)間和短死時(shí)間情況下,Gm-APD激光雷達(dá)脈沖累積探測(cè)的最值法和半閾值法的探測(cè)性能。研究了長(zhǎng)死時(shí)間情況下,脈沖累積探測(cè)最值法的探測(cè)概率和虛

3、警概率,分析累積次數(shù)、信號(hào)強(qiáng)度、距離選通門開啟時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)的探測(cè)概率和虛警概率的影響。分別研究了長(zhǎng)死時(shí)間和短死時(shí)間情況下,脈沖累積探測(cè)半閾值法的探測(cè)概率、虛警概率和測(cè)距精度,分析了累積次數(shù)和衰減片透過率對(duì)探測(cè)性能的影響,發(fā)現(xiàn)分別存在某個(gè)最佳的衰減片透過率的范圍,能夠使激光雷達(dá)的探測(cè)性能達(dá)到最佳。長(zhǎng)死時(shí)間情況下,將衰減片透過率控制在0.33～0.20之間,探測(cè)距離1.5km時(shí),探測(cè)概率能提高1倍,測(cè)距精度可以從m量級(jí)提高到cm量級(jí)。短死時(shí)間