星載光子計數(shù)激光雷達(dá)作為一種新的探測體制激光雷達(dá),已開始應(yīng)用于海面測量。然而受海風(fēng)等多種因素的影響,海面存在一定的粗糙度和較大的起伏變化,因此光子計數(shù)激光雷達(dá)返回的信號點云在返回能量和信號光子分布上存在較大的變化,潛在的影響到了海面高程測量精度。本文基于JONSWAP海浪譜和微面元模型理論,結(jié)合蒙特卡洛方法建立了光子計數(shù)激光雷達(dá)海洋目標(biāo)的仿真模型。以ICESat-2星載光子計數(shù)激光雷達(dá)的系統(tǒng)參數(shù)作為輸入,仿真了不同風(fēng)速條件下海面的信號光子分布,通過與ICESat-2實測結(jié)果對比證明了仿真方法的正確性�；诜抡婺Ｐ�,分析了不同風(fēng)速條件下,光子計數(shù)激光雷達(dá)的測距誤差分布。結(jié)果表明,光子計數(shù)激光雷達(dá)測得的海面高程小于實際參考海面,且測量偏差和標(biāo)準(zhǔn)差隨風(fēng)速增加而增大,當(dāng)風(fēng)速為10m/s,累計脈沖次數(shù)為100次時,測量偏差約為-2.5 cm,標(biāo)準(zhǔn)差為3.6 cm。所建立的仿真模型和分析結(jié)果對優(yōu)化針對海面觀測的星載光子計數(shù)激光雷達(dá)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計和平均海面觀測結(jié)果修正具有重要的參考意義。 

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖４利用隨機(jī)海面仿真生成光子點云分布（ａ）仿真的光子點??云分布，（ｂ）仿真點云的髙程累計直方圖；??Ｆｉｇ．?４?Ｐｈｏｔｏｎ?ｐｏｉｎｔ?ｃｌｏｕｄ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｇｅｎｅｒａｔｅｄ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｒａｎ？??ｄｏｍ?ｓｅａ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?（ａ）?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ?ｐｈｏｔｏｎｓ，??（ｂ）?ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｈｉｓｔｏｇｒａｍ??

圖８不同風(fēng)速情況下的光子計數(shù)激光雷達(dá)的海面高程偏??差和標(biāo)準(zhǔn)差（ａ）平均高程偏差，（ｂ）高程標(biāo)準(zhǔn)差??Ｆｉｇ．?８?Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ?ｂｉａｓｅｓ?ａｎｄ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｐｈｏｔｏｎ？??ｃｏｕｎｔｉｎｇ?ｌｉｄａｒｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｗｉｎｄ?ｓｐｅｅｄｓ?（ａ）ａｖｅｒａｇｅｄ?ｅｌｅｖａｔｉｏｎ??ｂｉａｓ，?（ｂ）?ｅｌｅｖａｔｉｏｎ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于JONSWAP譜的海面浪形模擬（英文）[J]. 張學(xué)敏,吳立民,張麗莎,龍亮.  紅外與激光工程. 2018(S1)



本文編號：3687900