與傳統(tǒng)線性探測體制激光雷達相比,光子計數(shù)激光雷達靈敏度更高而系統(tǒng)資源消耗更低、探測距離更遠且探測效率更高。開展光子計數(shù)激光測深技術(shù)研究,可以擺脫傳統(tǒng)激光測深系統(tǒng)激光能量大、系統(tǒng)復(fù)雜而功耗較高、探測深度較淺而精度較低等缺點,這對于海岸線漫長、大陸架資源豐富的我國而言,具有十分重要的戰(zhàn)略意義。國內(nèi)對于光子計數(shù)激光雷達已經(jīng)有了較為全面的研究,但將其應(yīng)用于水深探測尚處于起步階段,本論文的研究成果可以彌補國內(nèi)光子計數(shù)激光測深方面的研究空白。論文主要針對應(yīng)用于水深探測的光子計數(shù)激光雷達系統(tǒng)進行深入研究。詳細分析了光子計數(shù)激光雷達的基本原理和探測模型,基于光子計數(shù)激光測深原理,建立了光子計數(shù)激光測深系統(tǒng)探測模型,提出了系統(tǒng)工作模式選取、性能分析、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計的方法,建立了光子計數(shù)激光雷達水深探測的激光能量模型和探測概率模型,成功研制出一套可用于水深探測的光子計數(shù)激光測深系統(tǒng)實驗原型機。論文率先在國內(nèi)運用光子計數(shù)激光雷達進行了水深探測實驗,驗證了光子計數(shù)激光雷達水深探測的原理、指標(biāo)設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)的合理性及可行性,構(gòu)建了基于回波信號的點云數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計直方圖的數(shù)據(jù)預(yù)處理、濾波和水深提取算法,獲取了許多有價... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MMLA光子計數(shù)激光雷達系統(tǒng)

光子計數(shù)激光測深技術(shù)研究在 MMLA 的基礎(chǔ)上，戈達德空間中心和 Sigma 公司的研究人員開發(fā)出了第二代驗證系統(tǒng)系統(tǒng) Imaging Photon-countingAltimeter(IPA)。其激光波長仍為532nm，激光重頻提高到 22KHz，脈沖能量為 6.4uJ,脈寬 710ps，同時仍然選用工作在光子計數(shù)模式的面陣 PMT 作為回波探測器，但元數(shù)增加到 10×10[15]。系統(tǒng)采用雙光楔掃描器為不同平臺速度提供多種一維和二維掃描，為單次飛越領(lǐng)空實現(xiàn)寬幅成像。圖 1.2 左側(cè)為 IPA 驗證系統(tǒng)得到的地面三維數(shù)據(jù)，且由于具有極高的靈敏度，光子計數(shù)探測體制可以穿透一定的水深而獲得淺水水下地形，如圖1.2 右側(cè)所示。

圖 1.3 GenIII 激光雷達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及其獲取的三維成像試驗數(shù)據(jù)Figure 1.3 System block diagram of GenIII and 3D Imaging Data obtained by it圖 1.4 Jigsaw 激光雷達與其獲取的目標(biāo)三維數(shù)據(jù)Figure 1.4 Jigsaw lidar and its acquired 3D data

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]脈沖半導(dǎo)體激光器高速三維成像激光雷達研究[D]. 胡春生.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005

碩士論文
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本文編號：2967418