机载激光雷达测深系统定位模型与视准轴误差影响分析

根据机载激光测深系统扫描部分结构,针对圆镜偏轴卵形扫描方式,从光束发射方向出发,基于扫描结构轴向关系利用光线反射定律推导出激光出射方向向量,结合激光出射位置到海表点距离获得海面激光点坐标;依据光线折射定律,利用变折射率光线追踪算法推导出海底测深点坐标计算公式,建立海面激光入射点及海底测深点坐标严密计算模型。根据模型定位公式,分析扫描系统视准轴误差影响,通过数值模拟,分析扫描系统视准轴误差对定位精度影响,为扫描系统单体设备加工、装调、集成检校提供依据,为机载雷达测深系统提供海底测点精确计算、改正提供参考。     

机载GPS／激光测深系统的设计与测深精度理论分析

介绍了机载GPS／激光测深系统的组成,包括机载激光测深、机载GPS定位测姿、机载测量数据集成处理和机载数据通信控制四个子系统。通过对影响机载GPS／激光测深系统测深精度的理论分析,得出了平均海平面的确定、海水深度的测量误差等影响测漾精度因素的定量分析结果,并依据该分析结果,得出了机载激光测深系统应该尽可能采用较窄的激光脉冲、较小的光学接收视场角和滤光通带宽度,以此减小海面背景噪声光的有害干扰,提高激光探测的信噪比,确保精确测定海水深度。     

机载激光测深系统中的精确海表测量

讨论了机载激光海洋测深技术中采用红外激光测量海表的精度和探测概率。首先介绍了机载激光测深系统中红外激光测距的原理以及计算方法;分析了不同扫描角、海况(尤其是不同风速)下斜距的测量方法、测量精度及对回波信噪比的影响,分析了在给定探测概率下甄别阈值的选择以及探测概率和信噪比的关系。最后用机裁激光测深系统的参数对海表探测进行了数值模拟和讨论,提出了改进措施。     

机载激光测深试验

描述了机载激光测深实验系统的结构及性能指标,报道了机载激光测深实验结果     

机载激光测深唯像雷达方程

依据机载蓝绿激光测深脉冲的传输过程，将激光束在海水中向下和向上传输视为二个不同的传输过程，并利用水下激光束传输唯像模型和水下有限尺寸光源的距离定律，建立了机载激光测深唯像雷达方程，该方程可更精确地计算机载激光测深的能力和较全面地分析影响机载激光测淇深能力的诸因素。     

机载激光测深系统的环境噪声分析

针对影响机载激光测深性能的外界环境背景噪声多重性,对环境背景噪声进行系统的分析,得到主要的背景噪声是日光噪声,而月光、星光噪声功率要小得多;接收到的噪声功率的变化主要由其在海面的辐照度决定,而与飞机高度无关;并给出了在各种背景噪声条件下机载激光测深系统的最大可探测深度.     

机载激光测深技术的研究进展

机载激光测深技术因其灵活性好、速度快和测量精度高的特点,逐渐取代了传统测量水深的方法,并且在河道、近海海域的水深测量以及水下地形地貌的测绘等方面发挥着重要的作用。对机载激光测深技术进行了介绍,阐述了机载激光测深系统的工作原理及其信号处理的两种主要方法,分别对这两种方法进行了归纳并总结了其最新的应用研究,归纳了我国机载激光测深的关键研究技术,最后对其未来发展方向进行了展望,并说明了今后对回波信号将采用的数据处理方法。     

机载激光测深系统

机载激光测深系统，是２１世纪测绘浅水海域海底地形的先进技术装备。本文论述了它的作用敌后，并讨论了机载ＧＰＳ动态载波相位测量在激光测深中应用的可能性。     

机载激光雷达最大探测深度同海水透明度的关系

分析了机载激光雷达最大海水探测深度与透明度盘深度之间的关系,得到了两者之间 关系式,可以根据不同海区海水的透明度估算激光雷达最大探测深度,以利于机载激光测深系统的应用。     

新型机载激光测深系统及其飞行实验结果

新研制的机载激光测深系统与第一代机载激光测深系统相比,在探测信号采集率、浅水测量能力、测点定位精度和系统的自动化方面都有较大的提高。新系统采用1000 Hz激光器以提高测量密度,分设深水浅水双通道接收回波信号以提高浅水探测能力,装配高精度的惯性导航系统(IMU)和全球定位系统(GPS)提高了测点的定位精度和深度精度,数据后处理进行了潮汐改正和波浪改正提高深度测量的精度。系统在某海域进行了多次飞行实验,实验数据经过分析和处理,得到了比较满意的结果,表明该激光测深系统在测深精度和测量效率等方面,已经接近实用化。     

45°镜多元并扫成像特性及扫描轨迹研究

本文在研究45°扫描镜地面像元变化过程的基础上,对45°镜多元并扫像元变化特征和扫描轨迹进行了分析,给出了扫描轨迹计算式。讨论了像旋对地面分辨率的影响,分析了系统是否存在漏扫的条件,得出了不漏扫遥感器扫描参数需满足的条件。     

激光选区熔化纯铜成形件尺寸精度的研究

为了研究工艺参量对激光选区熔化纯铜粉末成形件尺寸精度的影响,采用正交实验对纯铜粉末进行了激光选区熔化成形研究。分析了铺粉厚度为0.05mm时,工艺参量对成形件尺寸绝对误差的影响规律及各因素对尺寸精度的影响机理,确定了各工艺参量对尺寸绝对误差影响的主次顺序为扫描间距>扫描速率>激光功率>扫描路径,得到最优的工艺参量组合为激光功率360W,扫描速率1050mm/s,扫描间距0.08mm,扫描方式是spiral。结果表明,成形件尺寸绝对误差随激光功率的增大而增大,随扫描速率、扫描间距的增大而减小;不同扫描路径对尺寸绝对误差的影响差别较小;在因素水平范围内,尺寸绝对误差随体能量密度的增加而增大。该研究为激光烧结纯铜粉末时的参量选择提供了一定依据。     

一种激光雷达复合式扫描方法及试验

传统激光雷达系统中,固态激光光源的重复频率和扫描系统的扫描带宽、精度均制约着系统成像。为提高激光雷达的成像精度,首先,在激光光源上采用经EDFA放大后的DFB高重频激光光源。其次,提出了一种PZT与振镜相结合的两级复合式激光扫描方法,利用PZT对小视场范围进行精细扫描,利用振镜对PZT的扫描视场和接收视场进行偏转完成粗扫描,在提高激光雷达扫描精度的同时拥有较大的扫描视场。最后,经试验所设计的复合式扫描激光雷达的方位角为99 mrad,俯仰角为49.5 mrad,角分辨率达到0.1 mrad,测距精度达到0.159 m。     

声光-光机二维激光扫描系统

基于声光扫描和光机扫描系统,探讨了这种声光与光机相结合的二维激光光栅扫描系统,并讨论了该二维扫描系统的扫描速度稳定性控制及其同步,对该系统的性能进行了测试.结果表明:该二维激光扫描系统的扫描线比较均匀,在激光投影仪等领域具有良好的应用前景.     

自适应二叉树电调天线设备扫描算法研究

首先根据AISG通信特点,提出基于二叉扫描树的ALD扫描算法,该算法通过引入冲突队列,对扫描过程中发生的冲突进行分解并生成新的扫描码。然后在分析二叉扫描树特点的基础上,提出自适应二叉树ALD扫描算法,该算法能够根据扫描过程中的一些先验结果跳过部分冲突节点,有效减少扫描过程中的冲突次数,提高扫描效率。实际开发的电调天线控制系统采用自适应二叉树扫描算法,证明该算法具有较好的适用性,可以快速准确地扫描、识别不同厂商的各种ALD设备。     

利用相位闪耀光栅的光学相控阵扫描性能分析

针对透射型和反射型光学相控阵器件,分别进行扫描衍射效率和扫描角精度的理论及仿真研究。首先,以阶梯相位闪耀光栅为理论模型,推导了光学相控阵器件的扫描衍射效率及扫描角精度的表达式;其次,以器件的实际特性对表达式进行修正,给出了近似实际情况的扫描性能表达式;最后,在假设的器件参数条件下,对0°入射透射型器件和45°入射反射型器件的扫描性能进行了仿真分析。仿真结果表明:两种器件的扫描衍射效率与扫描角精度都随扫描角的增大而加速下降;透射型器件的扫描衍射效率和扫描角精度关于阵面法线对称分布,而反射型器件关于45°出射角不对称。最后还讨论了激光线宽对扫描角精度的影响,说明了此影响在10-9°量级。     

卫星间光通信中多场扫描捕获的仿真优化

在实际的卫星间光通信中，为保证对目标进行确定性捕获，需要采用多场扫描方式。多场扫描范围是多场扫描捕获的关键性参数，需要进行详细的分析。在已经建立的卫星光通信单场捕获模型的基础上，首先对卫星间光通信的多场捕获扫描问题进行了理论分析和模型建立，并以此为依据对多场扫描中的扫描范围的确定进行了研究。分析结果表明，为获得最短的总平均捕获时间需要对扫描范围进行最优化选择。为了便于工程应用，对此问题进行了数值仿真，基于仿真结果给出了多场扫描捕获中最优化扫描范围的确定经验公式。     

一种远场扫描发射光学系统的分析设计

根据光机扫描系统理论和发射光学系统理论设计,完成了大口径远场扫描发射光学系统．对其中的扫描光学子系统和发射子系统进行了分析设计．该系统可以产生高精度光束,形成不同的扫描图形,满足各种不同的远场光学扫描使用要求．     

扫描非均匀性对点目标探测影响

为了深入研究物方扫描机构与点目标探测性能的关系,定义了度量扫描机构运动特性的扫描非均匀性指标。根据扫描成像的物理过程,建立了线阵探测器扫描成像模型,并以目标信噪比为核心分析了TDI探测器下扫描非均匀性的影响。首先,根据物方扫描工作特点设置了与扫描机构工作方式相配合的探测器积分时序,并建立了扫描非均匀性度量参量;其次,在经典成像模型的基础上建立了符合积分时序和TDI工作原理的点目标成像模型,并结合探测器噪声模型和TDI工作原理推导了目标信噪比计算公式,通过该公式分析了不同光学系统、TDI级数及目标尺度条件下目标信噪比与扫描非均匀性的关系;最后,从保证能够目标检测性能的角度给出了在相对信噪比限制条件下扫描非均匀性上限。所建立的成像模型准确反映了扫描探测系统各部分特性,分析结果对探测系统的总体设计和指标分配具有指导意义。     

三维激光倒置扫描关键技术研究

对比常规三维激光正置扫描技术,研究了三维激光倒置扫描关键技术.研究倒置扫描入射角技术,确定了硬件三脚架倒置安装条件,满足合理的扫描入射角,达到点云的较好采集效果.在软件方面研究了高效自动去除噪点技术,实现倒置扫描噪点的自动高效去除.通过试验比较,采用三维激光倒置扫描关键技术,能够较好实现倒置扫描且扫描效果较好,降低了现...