噪声对星载激光测高仪测距误差的影响

发布时间：2017-10-08 13:36

  本文关键词：噪声对星载激光测高仪测距误差的影响

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【摘要】：噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素。根据星载激光测高仪接收脉冲回波和噪声的分布特点,推导出接收脉冲回波信号时间重心的方差的理论表达形式,建立了噪声对激光测距误差的影响模型。基于激光测距误差最小化的原则,提出了一种星载激光测高仪低通滤波器的优化设计方法。以Geosicence Laser Altimeter System(GLAS)激光测高仪基本测量参数为输入条件,仿真分析了激光测距误差和低通滤波器均方根脉宽的优化结果的分布规律。对于倾斜度为0°~40°且粗糙度为0~15 m范围内的目标而言,噪声所导致的激光测距误差范围为0.28~32.49 cm,相应地,低通滤波器均方根脉宽优化值的范围为1.4~57.4 ns。针对倾斜度在1°范围内的目标,解算得到GLAS星载激光测高仪低通滤波器均方根脉宽为2.2 ns,这与其实际公布的2 ns很接近。同时,低通滤波器的优化结果所对应的激光测距误差发生大幅减小,其最大值减小至10.93 cm,减小幅度接近3倍。结果表明,噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素,合理设计低通滤波器的参数可以消除其部分影响,这对于星载激光测高仪的硬件设计和性能评估具有一定实际应用价值。
【作者单位】： 武汉大学电子信息学院;地球空间信息技术协同创新中心;
【关键词】： 星载激光测高仪 接收脉冲回波信号 噪声 测距误差 低通滤波器
【基金】：基础测绘科技计划 测绘地理信息公益性行业专项(201412007) 上海航天科技创新基金项目(SAST201422)
【分类号】：TH744.5
【正文快照】： 0引言具备回波记录功能的星载激光测高仪是一种以激光作为测量光源的主动式遥感设备,它主要由发射子系统和接收子系统两部分组成。通过对接收子系统所收集和记录的接收脉冲回波数据的处理和分析,可以计算出接收脉冲回波的时间重心,以获取高精度的激光测距值[1]。星载激光测高

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李松;周辉;石岩;郭耀;;激光测高仪的回波信号理论模型[J];光学精密工程;2007年01期

2 马跃;李松;周辉;易洪;;系统参数对激光测高仪海洋测距和回波脉宽影响[J];光学精密工程;2013年03期

3 周辉;李松;郑国兴;涂兰芬;张强;;星载激光测高仪系统接收滤波器的带宽优化设计[J];中国激光;2012年09期

4 陈舒杭;李子乐;陈梦竹;胡磊;周辉;;大气多次散射效应对星载激光测高仪测距偏差值的影响[J];红外与激光工程;2012年09期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵欣;张毅;王相京;涂碧海;赵平建;张黎明;;基于植被表面的激光测高仪回波波形模型化分析[J];光电工程;2011年06期

2 童慧;江慧;匡湖林;郑行龙;朱铖;黄春明;;基于MATLAB的激光测高仪回波信号分析[J];硅谷;2010年13期

3 宋建辉;袁峰;丁振良;;脉冲激光测距中高精度时间间隔的测量[J];光学精密工程;2009年05期

4 贾方秀;丁振良;;激光测距仪的脉冲电流供电温度控制系统[J];光学精密工程;2009年09期

5 贾方秀;丁振良;袁锋;;相位法激光测距接收系统[J];光学精密工程;2009年10期

6 马跃;李松;周辉;易洪;;系统参数对激光测高仪海洋测距和回波脉宽影响[J];光学精密工程;2013年03期

7 施智勇;潘晓声;张谦;;利用延时法进行高精度脉冲激光测距[J];光学精密工程;2014年02期

8 朱杰;何凌霄;林凡强;苟乔欣;;最小二乘法分段拟合红外测距系统[J];电子器件;2014年03期

9 郑迎宾;;激光测距在云高仪中的应用[J];科技传播;2012年07期

10 颜国强;王睿星;牛燕雄;崔云霞;王彩丽;张鹏;和婷;牛海莎;;地形地物对星载激光测高仪回波信号的影响[J];红外与激光工程;2012年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吴红波;基于星载大光斑LiDAR数据反演森林冠层高度及应用研究[D];东北林业大学;2011年

2 郭美灵;激光雷达测距的峰值估计与测距精度分析[D];南京理工大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 范春波,李建成,王丹,褚永海,徐新禹,邹贤才;激光高度计卫星ICESAT在地学研究中的应用[J];大地测量与地球动力学;2005年02期

2 刘宏伟,张芹,丁亚林,吴清文,陈长征;基于有限元分析的长条状主镜支撑结构设计[J];光学精密工程;2003年06期

3 郭伟,张晓辉;回波模拟器的研制及对卫星雷达高度计发射前的性能评估(英文)[J];光学精密工程;2004年04期

4 李松;周辉;石岩;郭耀;;激光测高仪的回波信号理论模型[J];光学精密工程;2007年01期

5 王飞;赵远;张宇;孙秀冬;;激光脉冲强度对于盖革模式单光子探测测距精度影响的理论研究[J];光学学报;2010年10期

6 袁宏武;梅海平;黄印博;饶瑞中;;星载激光测距大气校正算法与模型研究[J];光学学报;2011年04期

7 杨瑞科;马春林;韩香娥;苏振玲;鉴佃军;;激光在大气中传输衰减特性研究[J];红外与激光工程;2007年S2期

8 姚萍萍;赵欣;张毅;涂碧海;赵平建;;基于FPGA的星载激光测高仪飞行时间测量[J];红外与激光工程;2008年04期

9 赵欣;张毅;张黎明;王相京;赵平建;涂碧海;;激光测高仪高斯回波分解算法[J];红外与激光工程;2012年03期

10 李洋;戚俊;张毅;赵欣;陈结祥;涂碧海;王相京;黄正英;;激光测高系统中匹配滤波器的设计[J];激光与光电子学进展;2006年04期

【相似文献】

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1 毕云峰;;激光测高仪回波建模与蒙特卡罗仿真实现[J];计算机仿真;2007年07期

2 姚萍萍;赵欣;张毅;赵平建;涂碧海;;激光测高仪中基于现场可编程门阵列的高精度飞行时间测量[J];中国激光;2008年05期

3 李松;周辉;石岩;郭耀;;激光测高仪的回波信号理论模型[J];光学精密工程;2007年01期

4 马跃;李松;周辉;易洪;;系统参数对激光测高仪海洋测距和回波脉宽影响[J];光学精密工程;2013年03期

5 Jerry C.Ritchie,赵贵德;用机载激光测高仪测量大地地貌特性[J];水利水文自动化;1995年01期

6 汪岳峰,孙玉杰,董伟,徐春梅;激光测高仪精度分配若干问题的讨论[J];实用测试技术;2002年01期

7 李松;星载激光测高仪发展现状综述[J];光学与光电技术;2004年06期

8 毕云峰;陈结祥;张毅;戚俊;涂碧海;赵平建;;大气传输介质引起的激光测高仪回波能量衰减分析[J];量子电子学报;2005年06期

9 朱近;孙世君;;星载激光测高仪回波信号仿真分析[J];航天返回与遥感;2013年01期

10 李洋;戚俊;张毅;赵欣;陈结祥;涂碧海;王相京;黄正英;;激光测高系统中匹配滤波器的设计[J];激光与光电子学进展;2006年04期

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 星辰 编译;火星北极可能含大量冰冻水[N];大众科技报;2003年

2 记者 毛磊;火星的北极区域可能含大量冰冻水[N];新华每日电讯;2003年

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本文编号：994329