機(jī)載三維地形測繪掃描成像激光雷達(dá)研究.pdf

1、本研究以機(jī)載三維地形測繪為應(yīng)用背景，開展機(jī)載三維地形測繪掃描成像激光雷達(dá)的研究。通過對幾種地形測繪技術(shù)的分析對比，論述了機(jī)載三維地形測繪技術(shù)的優(yōu)勢所在。闡述了開展機(jī)載三維地形測繪掃描成像激光雷達(dá)的研究的目的和意義。系統(tǒng)地論述了激光雷達(dá)理論。對1064nm激光的大氣傳輸特性，目標(biāo)及背景反射特性進(jìn)行了詳細(xì)的論述。推導(dǎo)出了利用等效噪聲輻照度NEI表達(dá)的直接探測體制脈沖激光雷達(dá)信噪比方程，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，該方程更適合在工程實(shí)際中應(yīng)用。提出了一種用于

2、機(jī)載三維地形測繪系統(tǒng)的掃描成像激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。激光雷達(dá)采用單脈沖激光直接探測體制，前沿時(shí)刻定時(shí)，延遲線插入法測量時(shí)間間隔的測距方法，采用物方空間的光機(jī)掃描方式，研制了一種掃描成像激光雷達(dá)樣機(jī)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了測距精度不大于±2m，角度精度不大于3’的較高精度的技術(shù)指標(biāo)，研制水平國內(nèi)領(lǐng)先。
　　 本文技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)是采用激光大視場(FOV)掃描成像方式，與常規(guī)的地形測繪方式只能采集二維數(shù)據(jù)對比，采用激光大視場掃描成像技術(shù)能夠

3、獲取三維地形信息，能夠采集更多的有效的地形數(shù)據(jù)信息。還創(chuàng)新地提出了一種激光雷達(dá)掃描均勻性測試方法，并研制了一套激光雷達(dá)掃描均勻性測試設(shè)備，解決了激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)掃描均勻性的測試難題。創(chuàng)新地提出了一種掃描成像激光雷達(dá)地面模擬成像方法，并研制了掃描成像激光雷達(dá)地面模擬成像裝置，并進(jìn)行了多項(xiàng)測試和成像試驗(yàn)，成功得到了激光雷達(dá)對建筑目標(biāo)、山體、機(jī)場跑道、海面等的高精度激光圖像。同時(shí)，我們還開展了激光雷達(dá)氣象環(huán)境適應(yīng)性測試，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，得到