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。     

基于表面回波的机载激光测深系统的最佳扫描方案

依据机载激光海洋测深系统瞬时海面定位光束的扫描方式的不同,通过分析比较不同扫描方式下表面回波接收概率在一定风浪条件下的变化,得出最佳的扫描方案,提出机载激光测深系统的某些参数的合理选择。     

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。     

窄带干涉滤波器与YAG调Q倍频激光器的匹配

在机载激光探测海底地貌系统中,窄带干涉滤光片与YAG调Q倍频激光器中心波长的匹配非常重要。介绍了一种滤波器与中心波长匹配的方法。利用这种方法,得到了机载激光测深的实验结果。     

海水散射引起激光脉冲传输延迟的研究

将经典电子散射理论运用到光子散射研究中去,分析了海水散射效应引起的水下激光脉冲传输延迟效应,并采用小角度近似处理方法,推导出了传输延迟时间表达式,为机载激光测深中的实时测深误差校正提供了重要依据。     

机载激光水深测量精度分析

分析了机载激光水深测量系统中的深度反演方法，着重讨论波浪潮汐改正法和利用动态全球定位系统-相位模糊度解算技术(KGPS-OTF)所测参量进行归算的方法(无修正法)。综合分析影响机载激光测深精度的各项参量，并利用机载激光雷达的技术参数，定量估算了两种方法的水深提取精度。结果表明，波浪潮汐改正法的精度略高于无修正法，但是无修正方法更加简单明了，数据后处理的计算量也可大大减小。     

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。     

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。     

海水对激光辐射传输的反射与衰减

本文讨论了激光辐射在大气-海水之间的传输问题,详细介绍了海水表面的反射特性和激光在海水中的衰减,最后按照当前水平的典型参数估计了机载激光的测深能力.     

机载激光测深后向散射光雷达方程

根据《海水中光束传播唯象模型》和水下辐射度反射率定律，将海水中任一深度的激光束，分为准直光部分和非准直光（散射）部分，并分别计算机载光学接收系统接收到的准直部分和非准直部分的后向散射功率，建立了机载激光测深系统后向散射光雷达方程。通过对该雷达方程的分析，得到了当海水深度以衰减长度的个数表示时，机载激光测深系统接收到的海水后向散射光功率最大值点对应的水深与海水的单粒子反照率有关，而与海水的衰减系数无关的结论，以此可测定海水散射系数、吸收系数。文中也分析了系统视场角对后向散射包络的影响，阐述了后向散射包络以有效衰减系数指数衰减，而不是以光束衰减系数指数衰减。     

圆扫描式机载激光测深系统定位模型与仿真分析

基于海岸带测绘成像雷达(CZMIL)圆扫描式机载激光测深系统的内部结构,推导了激光光线在棱镜、大气、海水中的方向矢量,并针对激光、扫描仪、光学棱镜之间的安置误差纠正激光方向向量,结合全球定位系统和惯性导航系统提供的位置姿态数据,推导出成图坐标系中的激光脚点定位模型。从直线与平面交会的数学原理出发,模拟激光光线与海面的交会过程,继而根据折射原理解算激光光线在水中的方向矢量,最终根据激光光线与水中的直线方程和海底面数学方程模拟激光脚点的位置。探讨了存在视准轴偏角时飞机姿态和航高发生较大变化对点云分布的影响,对圆扫描式机载激光测深系统误差的检校及点云位置的纠正有着实际的意义。     

基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法

波形拟合是机载激光测深数据处理的关键环节,能够为水下地形测量、海底底质分类和水体浑浊度分析等应用领域提供数据基础。针对传统机载激光测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对复杂波形形状拟合不准确的问题,提出一种基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法。针对波形不同组成部分的相应特性,采用异构函数（水面-高斯函数、水体-双指数函数及水底-B样条函数）构建分层异构模型,分别进行拟合,从而实现对各部分波形信号的拟合。采用南海实测数据对所提算法进行了验证,结果表明:该算法拟合波形的平均运行时间T为0.019 4 s,相比于RL（Richardson-Lucy）去卷积算法提高0.328 6 s;平均均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）为6.222 4,相比于双高斯函数拟合算法平均均方根误差RMSE、平均决定系数（Coefficient of determination,R2）、平均相关系数（Correlation Coefficient,CORR）和相关系数标准差（Standard Deviation,STD）分别提高65.11%、2.83%、1.01%和86.61%,保证了拟合效率和拟合精度。算法具有良好的鲁棒性,能够有效满足机载激光测深科学研究和工程应用的技术需求。     

激光海洋测深

激光海洋测深仪是一种快速便宜的海深勘测系统,对绘制沿海区域海图有重大意义。本文介绍美国海军正在研制的机载激光海洋测深系统,此系统已接近完成并正进行组装和飞行试验。     

机载激光测深系统在使用中应考虑的几个问题

针对机载激光测深系统工作时可能遇到的海风,水质等情况,分析了它们对系统性能的影响,并提出一些处理措施,对系统接收视场角的选取,也做了分析。     

机载激光测深光电倍增管变增益探测方法

对机载激光探测海水深度的大动态范围信号,提出了使用光电倍增管变增益探测方法来压缩其动态范围。给出了GDB333,GDB49,R1333光电倍增管增益控制特性,压缩信号动态范围达2.5×104倍,满足了机载激光测深系统的要求。使用光电倍增管变增益探测方法探测到的海底回波,也在文中进行了报道。     

机载激光测深系统中回波信号大动态范围的偏振压缩

采用偏振检测方法 ,对机载激光测深实验系统接收到的大动态范围的水下目标反射的激光回波信号的压缩进行了实验研究。结果表明 ,偏振检测方法能压缩激光回波信号的动态范围至少达一个数量级 ,对水下的激光后向散射有较强的抑制作用 ;对探测水下目标反射的激光回波信号的影响不大。