[發(fā)明專利]一種基于脈沖回波形態(tài)的激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410062034.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN103792526A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周輝;李松;鄭國(guó)興;楊晉陵;高俊玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/483
• 分類號(hào): G01S7/483
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于脈沖回波形態(tài)的激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取方法，其特征在于，具體方法是：首先根據(jù)激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取的初始參數(shù)計(jì)算激光測(cè)高儀脈沖回波的主要形態(tài)參數(shù)以及噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后設(shè)置歸一化閾值系數(shù)，并計(jì)算激光測(cè)高儀回波信號(hào)的閾值上升沿時(shí)刻至其時(shí)間重心的時(shí)間寬度；最后利用激光測(cè)高儀脈沖回波信號(hào)的形態(tài)參數(shù)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果，計(jì)算激光測(cè)高儀回波信號(hào)閾值上升沿時(shí)刻的方差矩陣，并根據(jù)方差矩陣獲取歸一化閾值系數(shù)的最優(yōu)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖回波形態(tài)的激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取方法，其特征在于，所述激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取的初始參數(shù)包括：

激光器硬件參數(shù)：包括光子能量、激光脈沖的均方根脈寬、發(fā)射激光的單脈沖能量、激光束發(fā)散角；

接收系統(tǒng)硬件參數(shù)：包括接收望遠(yuǎn)鏡參數(shù)、接收機(jī)光學(xué)濾波器的帶寬、APD探測(cè)器參數(shù)、前置放大器的等效噪聲電流譜密度、低通濾波器的均方根脈寬、激光測(cè)高儀系統(tǒng)時(shí)間延遲的方差；所述接收望遠(yuǎn)鏡參數(shù)包括接收望遠(yuǎn)鏡面積、視場(chǎng)角、以及透過(guò)率；所述APD探測(cè)器參數(shù)包括APD探測(cè)器量子效率、增益系數(shù)、噪聲系數(shù)、暗電流、等效噪聲溫度、以及等效負(fù)載電阻；

環(huán)境參數(shù)：包括太陽(yáng)背景輻射的光譜輻射亮度、大氣單程透過(guò)率；

以及目標(biāo)表面漫反射系數(shù)、激光測(cè)高儀與目標(biāo)之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖回波形態(tài)的激光測(cè)高儀動(dòng)態(tài)閾值選取方法，其特征在于，計(jì)算激光測(cè)高儀脈沖回波的主要形態(tài)參數(shù)，包括以下子步驟：

步驟3.1，計(jì)算激光測(cè)高儀脈沖回波的總能量N_i：

Ni=EiAicos2φ(πR2)·ηr·ρcos(φ+σi)·τa2·Gηdq/(hυ0)]]>

式中，E_t為發(fā)射激光的單脈沖能量，A_r為接收望遠(yuǎn)鏡面積，φ為激光指向角，R為衛(wèi)星的軌道高度，η_r為接收望遠(yuǎn)鏡的透過(guò)率，ρ為目標(biāo)表面漫反射系數(shù)，τ_a為單程大氣透過(guò)率，G為APD探測(cè)器的增益系數(shù)，η_d為APD探測(cè)器的量子效率，q為電子電量，q=1.6×10^-19庫(kù)倫，hυ₀為光子能量，σ_i為常見平面目標(biāo)的坡度，σ_i=Δσ×(i-1)，i=1、2、3…、int(N/Δσ)、int(N/Δσ)+1,其中，函數(shù)int表示數(shù)值取整，Δσ為目標(biāo)坡度的角度間隔，0.01°≤Δσ≤0.5°，N為目標(biāo)的最大坡度，0°≤N≤60°；

步驟3.2，計(jì)算激光測(cè)高儀脈沖回波的均方根脈寬κ_i：

κi=δt2+δf2+4R2tan2θT/(c2cos2φ)·[tan2θT+tan2(φ+σi)]]]>

式中，θ_T為激光光斑中心能量e^-1/2處的光束發(fā)散角，δ_t分別為發(fā)射激光脈沖的均方根脈寬，δ_f為低通濾波器的均方根脈寬，c為光速。