針對目前激光雷達能見度儀體積大、成本高、操作復(fù)雜等問題,本文基于米散射原理,采用共軸的設(shè)計,研制一套激光雷達能見度探測系統(tǒng)。然而,實際獲得的激光雷達回波信號極其微弱,再加上各類噪聲的影響,降低了系統(tǒng)的有效探測距離與測量精度。因此,本文提出了一種基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）的信號去噪方法,實現(xiàn)了對微弱回波信號的有效提取,具體研究內(nèi)容如下:1、以激光雷達大氣探測理論為基礎(chǔ),綜合考慮系統(tǒng)的安全性、成本以及總體性能等因素,運用共軸收發(fā)天線以及多芯光纖等新型光子器件與技術(shù),有效降低了激光雷達能見度探測系統(tǒng)的成本,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊。另外,采用光子計數(shù)方式對回波信號進行采集,有效提高了系統(tǒng)的探測能力。2、基于激光雷達回波信號的特點,本文提出了一種基于EMD的信號去噪方法（EMD-STRP）。通過分析本征模態(tài)函數(shù)與回波信號的相關(guān)性,確定出相關(guān)分量和不相關(guān)分量;在此基礎(chǔ)上,采用粗糙懲罰和軟閾值技術(shù)分別對這兩種分量進行處理,進而從強背景噪聲中提取出有用信號。在仿真實驗中,相較于EMD部分重構(gòu)、EMD硬閾值以及小波變換方法的去噪效果,EMD-STRP具有最高的輸出信噪比與最低的均方根誤差。3、為了驗證EMD... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１能見度儀的應(yīng)用領(lǐng)域（ａ）航空領(lǐng)域（ｂ）航海領(lǐng)域（ｃ）陸上交通領(lǐng)域（ｄ）軍事領(lǐng)域??激光雷達能見度測量是隨著激光技術(shù)和雷達技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展而出現(xiàn)的新型能見??度觀測技術(shù)，具有測量范圍廣、時空分辨率高和抗干擾能力強等特點［１（）］

２０世紀(jì)６０年代，前向散射式能見度儀誕生了，它通過接收到特定角度的散射光強，??計算其與光源發(fā)射光強之比估算出散射系數(shù)，再利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型得到能見度值，測量??原理如圖１－３所示。該技術(shù)有效避免了基線對準(zhǔn)的問題，并且安裝便利、測量系統(tǒng)體積??小，能進行穩(wěn)定的工作，因此被廣泛地應(yīng)用于碼頭、高速公路等場所，代表產(chǎn)品有美國??Ｂｅｌｆｏｒｔ公司研制的Ｍｏｄｅｌ６０００型前向散射式能見度儀［２２］（圖１－４）。目前，國內(nèi)已有多個??機構(gòu)研制出前向散射式能見度儀，如中科院安徽光機所研制的ＨＷ－Ｎ１型，凱邁（洛陽）環(huán)??測有限公司研制的ＣＪＹ－１Ａ型。由于前向散射式能見度儀采樣體積較小，在大氣不均勻??的條件下，測量結(jié)果容易出現(xiàn)以點代面的問題，且利用一定角度上的散射系數(shù)進行比例??放大代替總散射系數(shù)會引入相對誤差。??主散射角??＇取樣體積＇??圖１－３前向散射式能見度儀探測示意圖?圖１４Ｍｏｄｅｌ６０００型前向散射式能見度儀??激光雷達能見度測量是隨著激光技術(shù)和雷達技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展而出現(xiàn)的新型能見??度觀測手段，通過激光與大氣微粒相互作用產(chǎn)生的后向散射光信號，進而反演出大氣能??４??

＜ｃ＝Ｓ５５ｐＪ?ＩＩ?ＩＩ??圖１－２雙端式透射儀探測原理??２０世紀(jì)６０年代，前向散射式能見度儀誕生了，它通過接收到特定角度的散射光強，??計算其與光源發(fā)射光強之比估算出散射系數(shù)，再利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型得到能見度值，測量??原理如圖１－３所示。該技術(shù)有效避免了基線對準(zhǔn)的問題，并且安裝便利、測量系統(tǒng)體積??小，能進行穩(wěn)定的工作，因此被廣泛地應(yīng)用于碼頭、高速公路等場所，代表產(chǎn)品有美國??Ｂｅｌｆｏｒｔ公司研制的Ｍｏｄｅｌ６０００型前向散射式能見度儀［２２］（圖１－４）。目前，國內(nèi)已有多個??機構(gòu)研制出前向散射式能見度儀，如中科院安徽光機所研制的ＨＷ－Ｎ１型，凱邁（洛陽）環(huán)??測有限公司研制的ＣＪＹ－１Ａ型。由于前向散射式能見度儀采樣體積較小，在大氣不均勻??的條件下

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3392470