基于Fizeau干涉仪的直接探测多普勒测风、激光雷达研究

回顾了基于Fizeau干涉仪的多普勒测风激光雷达的基本原理，在对测风雷达的主要参数说明的基础上，分析了多通道探测器的选择以及由于干涉仪圆形口径引起的通道间的能量修正系数问题，最后对基于Fizeau干涉仪多普勒测风激光雷达雷达系统的风速测量误差进行了数值模拟．结果显示，研制中的基于Fizeau干涉仪的多普勒测风激光雷达系统在5km以下范围内，风速测量误差可以达到0．56m／s（30s积分实际时间）．     

基于激光雷达回波的动态尾涡特征参数计算

为了实现对飞机尾涡的有效检测,提高机场跑道利用率,减少飞机延误,本文以尾涡物理模型为基础,分析尾涡的环量和径向速度分布规律,并结合尾涡的下沉及消散模型,提出一种基于激光雷达回波的动态尾涡特征参数计算方法,即利用激光雷达回波数据提取尾涡流场的速度包络,解算出尾涡径向速度分布,并根据其反演出涡核位置及尾涡环量。采用仿真的动态尾涡流场激光雷达探测回波数据进行算例分析,验证了该方法的有效性。     

纯转动喇曼激光雷达带通滤波参数的优化研究

带通滤波技术是纯转动喇曼激光雷达系统的关键单元技术,由非优化的带通滤波参数将直接导致系统探测灵敏度的降低、温度探测精度的恶化等严重后果．作者引入模拟退火算法对中心滤波波长、滤波波长间隔及滤波带宽等带通滤波参数进行了优化计算,可获得温度探测灵敏度比已有报道高3～5倍的效果．     

道路环境中激光雷达互干扰的仿真研究

为解决汽车激光雷达的相互干扰造成目标检测与跟踪性能的严重下降的问题,从空间、时间和调制频率等方面出发,研究脉冲方式和频率调制连续波方式激光雷达在道路环境中可能存在的各种干扰,通过仿真计算干扰发生的概率、分析干扰的特征,以及干扰对测量性能下降的影响.针对可能存在的干扰问题,指出使用伪随机码调制连续波激光器输出幅度的方式可...     

多伦多地区温度与臭氧剖面的激光雷达与SAGEⅡ卫星测量结果比较分析（Ⅰ）

对加拿大多伦多地区SAGEⅡ卫星及激光雷达探测资料,对2种观测系统所获得的大气温度及臭氧垂直分布进行了比较分析.结果表明①由2种观测系统测量的温度廓线有很好的一致性,特别是在15.5～35.5*!km的垂直区间;②在15.5～40.5*!km的垂直区间,2种观测系统的臭氧混合比的绝对误差的变化范围体积分数是±2×10-6;③大约35*!km以下,由激光雷达获得的臭氧数密度具有较高的精度,反之类推.特别,在包括臭氧数密度极大值层的21.5～35.5*!km范围内,8个剖面平均的相对误差趋于零,其垂直平均值为0.96±7.64%(1σ).     

水下航行体尾迹激光雷达探测系统的研制

研制了水下航行体尾迹激光雷达探测系统样机,用于对水下航行体尾迹中低密度微气泡群进行探测．在水下光探测领域设计并采用了收发同轴光学系统,获得了180°后向散射信号．通过对比分析发现：雪崩光电二极（APD）比光电倍增管（PMT）在水下应用背景下更具优势,因此采用APD作为探测系统核心光接收器件．设计了双模式APD自适应温控...     

侧向散射激光雷达反演气溶胶后向散射系数误差分析

气溶胶的光学特性是大气探测的一个重要部分,侧向散射激光雷达很适合于探测近地面大气气溶胶光学特性。在侧向散射激光雷达的反演公式中,气溶胶后向散射系数对各直接测量量偏导数的解析表达式是求不出的,传统的误差传递公式难以发挥作用。而直接误差传递的方法,适应于这种情况。用直接误差传递方法估算参考点气溶胶后向散射系数、大气后向散射系数、气溶胶消光后向散射系数比、测量信号、大气分子和气溶胶比相函数分别独立变化时引起后向散射系数误差的大小及总误差的大小。     

条纹管成像激光雷达距离模型的研究

在基于对STIL系统成像原理分析的基础上,对实际目标的相对距离与CCD目标像距离之间的关系进行了理论研究,得出了两者近线性的关系,并依据此线性关系构建出了距离计算模型.搭建了实验平台,对模型中所需的2个重要参数静态基准线的位置和扫描速度分别进行了测定,验证了距离模型可以采用近似线性处理的正确性,基于此实验数据重新修正了距离模型.     

基于四叉树扇形层值聚类的无人船障碍物检测

为了实现无人船自主导航过程中对障碍物的精确检测,提出了一种基于四叉树扇形层值聚类的无人船障碍物检测方法。首先基于四叉树扇形划分进行障碍物点云数据地检索,并剔除扇形象限内不可信数据;然后利用所获得的四叉树层值来求取全局密度距离,进而获得层值阈值,以此来对不规则多线形障碍物特征进行检测;最后通过建立数据点之间的空间拓扑关系来求取参考距离,并以参考距离为基准对障碍物点云数据进行聚类判定,提高聚类分割准确性。多线形障碍物特征识别性能测试及水面无人船障碍物检测实验结果表明,相较于其他密度聚类算法,在正检率、误检率和漏检率性能指标方面,前者测试中文中算法分别平均下降了9.86%、5.04%、3.10%,后者测试中文中算法分别平均下降了10.50% 、6.97%、2.95%。     

扩展尾流激光雷达动态范围的举动式接收系统

针对水下航行体尾流激光雷达近场后向散射信号强、易导致接收系统饱和的难题,采用电流模式电路设计理论设计了一种举动式水下激光雷达接收系统．该系统充分挖掘接收电路的动态范围利用率,在探测周期内产生举动电流,将输出电压的基点由0V调整到跨阻放大器正向饱和电压附近,有效扩展了动态范围区间,使接收系统对近场信号的接收动态范围有效利用率提高约40％,而举动式电路部分的存在导致的系统带宽减小幅度仅为13％．该系统已成功应用于尾流激光雷达样机并进行了海试,结果表明：该系统完全可以满足大动态范围尾迹探测的需求,可广泛应用于各种大气和水下后向散射式脉冲激光探测系统．