凝視成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、凝視激光成像雷達(dá)，又被稱作面陣激光成像雷達(dá)，是近年來空間探測(cè)研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。其突破了單點(diǎn)探測(cè)、掃描成像的限制，具有直接、快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可以在地質(zhì)地貌捕獲、城市規(guī)劃、軍事目標(biāo)識(shí)別及跟蹤等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為建立城鎮(zhèn)、地區(qū)、國家、地球的三維信息模型提供巨大的幫助。
　　 本文首先介紹了激光雷達(dá)的發(fā)展歷程和系統(tǒng)演進(jìn)，詳細(xì)闡述了凝視激光雷達(dá)的測(cè)距優(yōu)勢(shì)。然后針對(duì)雙通道測(cè)距系統(tǒng)，由增益距離調(diào)制原理的線性-恒定模型引申出線性-線性模型并

2、比較分析了兩者在散粒噪聲影響下的測(cè)距誤差。為了驗(yàn)證機(jī)載環(huán)境變化對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)距穩(wěn)定性的影響，采用軟件模擬的方法對(duì)隨機(jī)振動(dòng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)導(dǎo)致距離對(duì)比度下降進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。提出相對(duì)誤差系數(shù)與接收器件曝光時(shí)間的相關(guān)聯(lián)系并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　 對(duì)于雙通道多關(guān)鍵點(diǎn)匹配的特征，提出使用最小二乘方投影變換的方法提高匹配精度，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。然后分析了機(jī)載面陣激光雷達(dá)距離圖像拼接可向強(qiáng)度圖像拼接轉(zhuǎn)換的條件，對(duì)于航向長程強(qiáng)度圖像的拼接，通過分析和比較不

3、同的圖像拼接策略，提出使用兩次區(qū)域性拼接方法來抑制疊加圖像的累積拼接誤差。
　　 主動(dòng)成像式凝視激光雷達(dá)輸出的強(qiáng)度圖像具有空間不均勻性的特征，嚴(yán)重的影響測(cè)距結(jié)果的準(zhǔn)確性。導(dǎo)致該現(xiàn)象的重要原因是光電轉(zhuǎn)換過程中各像點(diǎn)轉(zhuǎn)換的不一致性，這種不一致性可看作是系統(tǒng)固有的一種特性，可以通過線性擬合校正法對(duì)每個(gè)像素在不同灰階下的響應(yīng)進(jìn)行灰度標(biāo)定。
　　 對(duì)距離測(cè)量的系統(tǒng)誤差采用距離標(biāo)定的方法進(jìn)行校正，并通過地面目標(biāo)實(shí)驗(yàn)和機(jī)載實(shí)驗(yàn)分別從靜