[發明專利]一種基于迭代Klett的機載海洋激光雷達信號處理方法

有效

• 申請號: 201910911141.1
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110673108B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 陳鵬;毛志華;劉航;朱乾坤;黃海清;龔芳
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01S17/88
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

1.一種基于迭代Klett的機載海洋激光雷達信號處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1：分別計算激光雷達衰減系數α(z)和模型衰減系數α_model；

所述的激光雷達衰減系數α(z)的具體計算步驟如下：

(1)對所述的機載海洋激光雷達的原始數據進行預處理，包括背景噪聲去除和距離校正；

(2)確定參考邊界，并利用斜率法確定邊界點的激光雷達衰減系數；

(3)設置迭代次數n的初始值為0，海水后向散射消光對數比k的初始值為0.6，k＝0.6+0.01n，k∈[0.6，1.3]，n∈[0，70]；

(4)將n的值、k的值代入下式，得到激光雷達衰減系數α(z)

其中，S(z)是雷達距離校正信號，S_m＝S(z_m)，z_m是邊界值，α_m是邊界點的激光雷達衰減系數；

(5)令n＝n+1,返回步驟(4)運行，直到k＝1.3時結束，輸出激光雷達衰減系數α(z)；

所述的模型衰減系數α_model的計算步驟具體如下：

選取與激光雷達數據經緯度匹配一致的葉綠素剖面數據,將所述葉綠素剖面數據代入下式，得到模型衰減系數α_model；

α_model＝Kd+(c-Kd)exp(-0.85cD) (2)

Kd＝0.0452+0.0494chl^0.67 (3)

c＝a+b (4)

a＝1.055(0.0488+0.028chl^0.65) (5)

b＝1.7×10^-3+0.416chl^0.766 (6)

其中，Kd是漫衰減系數，c是光束衰減系數，a為吸收系數，b為散射系數，D為激光投影到海面的光斑直徑，chl為實測葉綠素濃度；

S2：對比雷達衰減系數α(z)與模型衰減系數α_model，找出與α_model最接近的雷達衰減系數，其對應的k值為該海水的最佳k。

2.根據權利要求1所述的基于迭代Klett的機載海洋激光雷達信號處理方法，其特征在于，所述的S1中的背景噪聲為超出激光雷達探測范圍的信號，具體為每個脈沖信號最后一百個采樣點的平均值。

3.根據權利要求1所述的基于迭代Klett的機載海洋激光雷達信號處理方法，其特征在于，所述的距離校正具體為：將各深度上的回波信號乘上對應深度值的平方，所述的深度值包括飛機的高度值和海水的深度。

4.根據權利要求1所述的基于迭代Klett的機載海洋激光雷達信號處理方法，其特征在于，所述的S1中的參考邊界為激光雷達可探測到的最大深度值。