凝視成像激光雷達系統(tǒng)的動態(tài)特性研究.pdf

1、凝視激光成像雷達，又被稱作面陣激光成像雷達，是近年來空間探測研究領域的新熱點。其突破了單點探測、掃描成像的限制，具有直接、快捷、準確的特點，可以在地質地貌捕獲、城市規(guī)劃、軍事目標識別及跟蹤等領域得到廣泛應用，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的發(fā)展歷程和系統(tǒng)演進，詳細闡述了凝視激光雷達的測距優(yōu)勢。然后針對雙通道測距系統(tǒng)，由增益距離調制原理的線性-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距誤差。為了驗證機載環(huán)境變化對雷達系統(tǒng)測距穩(wěn)定性的影響，采用軟件模擬的方法對隨機振動點擴散函數導致距離對比度下降進行了實驗。提出相對誤差系數與接收器件曝光時間的相關聯系并進行仿真驗證。
　　 對于雙通道多關鍵點匹配的特征，提出使用最小二乘方投影變換的方法提高匹配精度，并通過實驗進行驗證。然后分析了機載面陣激光雷達距離圖像拼接可向強度圖像拼接轉換的條件，對于航向長程強度圖像的拼接，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。
　　 主動成像式凝視激光雷達輸出的強度圖像具有空間不均勻性的特征，嚴重的影響測距結果的準確性。導致該現象的重要原因是光電轉換過程中各像點轉換的不一致性，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每個像素在不同灰階下的響應進行灰度標定。
　　 對距離測量的系統(tǒng)誤差采用距離標定的方法進行校正，并通過地面目標實驗和機載實驗分別從靜