机载测深激光雷达的海底回波提取技术
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:P229
【图文】:
图 2-1 机载激光测深系统的工作原理图机载激光测深系统的工作原理如图 1 所示,该系统向海面同时发射nm 的红外激光和波长为 532nm 的蓝绿激光,这两束激光具有高功率的特点。其中,波长为 1064nm 的红外激光用于测量飞机平台的飞行红外激光在海水中的穿透率非常低,所以在达到空气与海水的分界激光会发生反射,借助其发射和返回系统的时间差可以确定飞机的于海水中存在着蓝绿激光的穿透窗口,因而测深系统发射的波长为绿激光在海水中衰减系数最小,进入水体和返回接收系统之间的能小[27]。该束激光将进入海面,穿透海水直达海底,在经海底反射后水进入大气中,最后由接收望远镜接收,通过测量该蓝绿激光发射间差,就能够通过计算得到待测海水的深度。计算公式的原理如下2ctH 公式(2-1)中,H 代表海水深度,Δt 代表蓝绿激光在水中的传输时间光在海水中的传播速度。
图 2-2 机载激光测深系统海洋测深部分的理想接收信号图机载激光测深系统海洋测深部分的理想接收回波信号如图 2 所示。号中有两个峰值,峰值较高的信号是海表面反射的回波信号,峰值较低是由海底反射,二者之间的时间差为Δt。因此,激光在水中传播所遇到深度 D 如式(2-2)所示,wwonntCD2cos[arcsin(sin())] 其中,D 代表待测目标所在的水深值,Δt 代表海面和海底反射回波间的时间差,Co代表真空中的光速,nw代表蓝绿激光在海水中的折射率表蓝绿激光的海面入射角[28]。实际测量中,为获取海水深度,还需排除其他水下目标反射而形成干扰。此外,测量海深的另一难点在于,蓝绿激光穿透水体的过程中会定的后向散射。由于海洋中的不确定因素很多,其中不仅含有大量的水同时还有较多的浮游植物和非藻类悬浮物等,因此,海水的后向散射系数
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本文编号:2724084
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