機載面陣三維激光雷達(dá)運動成像的特性研究.pdf

1、機載激光雷達(dá)三維測量技術(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。
　　 本文首先介紹機載激光雷達(dá)以及其他機載三維空間測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，其中基于增益調(diào)制測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器進(jìn)行增益調(diào)制，并最終成像在CCD上得到

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

3、增加信號強度以提高測距精度。
　　 由于機載平臺隨機運動的存在和運動補償系統(tǒng)的非理想補償，面陣激光雷達(dá)延長積分時間不可避免的引起像點之間互相串?dāng)_混疊，分析了這種串?dāng)_效應(yīng)對雷達(dá)強度圖和距離圖的影響。
　　 編寫程序仿真機載面陣激光雷達(dá)對地探測的過程。程序綜合考慮了各個因素對仿真結(jié)果的影響，包括建立虛擬的地面三維場景、飛行平臺的各種非理想運動、曝光時間內(nèi)的運動補償、光源強度的非均勻分布、探測器的噪聲模型和信號量化等，并將各個