导读:本文包含了激光雷达仿真论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:空气温度,高光谱激光雷达,Rayleigh-Brillouin散射,共焦腔球面扫描干涉仪
激光雷达仿真论文文献综述
陈凯[1]（2019）在《基于高光谱激光雷达的空气温度探测方法及仿真分析》一文中研究指出空气的近地面温度和地表温度是重要的气象数据之一,各种天气现象的产生、消失以及实时变化都与之密切相关。空气温度直接影响着包括农业生产、人类活动在内的方方面面。激光雷达作为一种主动遥感探测工具,可以实现高时间和空间分辨率的大气温度探测。依据Rayleigh散射谱宽与温度的依存关系,实现大气温度探测的高光谱激光雷达得到广泛应用。本论文主要针对现有空气温度探测手段无法避免来自太阳、地面的辐射影响的问题,从温度的物理概念出发,提出并设计了一种基于高光谱激光雷达的空气温度探测系统,通过对探测对象(Rayleigh-Brillouin散射光谱建模)、扫描分光器件(扫描分光系统关键参数设计)、探测过程和结果(理论计算和Zemax光学扫描仿真)的研究对探测系统进行了设计分析及仿真验证。本文首先对空气分子的散射谱分布进行了数学建模,得到了Rayleigh-Brillouin散射在不同温度和压力下的谱型。着重研究S6和G3两种散射模型对于Rayleigh分量和Brillouin分量分离效果,针对空气温度反演的精度要求,对G3模型分离的Rayleigh分量进行了特别优化,优化了G3模型的四个系数,使得Rayleigh分量的谱型误差在y=0.346时小于0.03%,随着 值增大,误差也随之增加,在:y=1.481时,误差仍然小于0.30%,满足了对温度反演的精度要求。其次,本文完成了对共焦腔球面Fabry-Perot干涉仪作为扫描分光系统核心器件的参数设计,并分析了干涉仪参数对温度反演造成的影响。通过对比理论计算结果和用Zemax光学软件对共焦腔球面Fabry-Perot干涉仪透过率函数谱线的仿真结果,分析了入射角对共焦腔球面Fabry-Perot干涉仪透过率谱线的影响,光线的入射角应保持在0～1.07°之间。最后完成了探测系统的理论分析,并对压力、风速、Mie散射叁种影响因素进行了评价。用Zemax软件模拟了干涉仪对真实空气环境下的散射谱的扫描过程,将扫描结果和理论计算对比,分析了卷积过程对探测结果的影响,针对其影响提出了对探测结果的反卷积计算方法,该方法减小了干涉仪在卷积过程中对探测结果的影响。运用将扫描结果代入G3模型公式计算y值的方法,成功反演出空气温度T,反演温度误差在±1.25K内。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
李铭[2]（2019）在《滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹仿真》一文中研究指出对滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹进行优化,能够提高飞行的安全性。对激光雷达探测目标避障轨迹进行研究,需要对轨迹优化问题的控制变量进行离散化处理,构建滑翔轨迹优化问题模型。传统方法构建飞行器轨迹优化模型,设计滑翔飞行器避障轨迹优化方案,但忽略了对控制变量的离散化处理,导致无法保证轨迹通过航路点,提出基于混合粒子群算法的滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹优化方法。仅考虑飞行器纵向平面内的运动,构建飞行器滑翔过程运动学模型及气动模型,采用分段参数化策略对轨迹优化问题的控制变量进行离散化处理。考虑优化轨迹必须通过航路点这一要求,综合热流、过载、动压、航路点过程约束和末端约束构建滑翔轨迹优化问题模型。利用混合粒子群算法求解最优滑翔轨迹。实验结果表明,所提方法可以快速设计出满足多种约束条件的滑翔飞行优化轨迹。(本文来源于《计算机仿真》期刊2019年06期）
崔洪鲁[3]（2019）在《基于HITRAN数据库的大气激光雷达信号仿真系统研究》一文中研究指出大气激光雷达可以测量气溶胶和云的光学参数、水汽混合比、二氧化碳混合比、二氧化氮混合比、臭氧混合比、钠原子密度数、钾原子密度数、铁原子密度数、钙原子密度数、大气分子密度、温度、分场等,在大气环境监测、气象环境预报和保障、大气科学研究、空间物理科学等领域发挥着重要作用。在大气激光雷达设计阶段需要利用仿真计算论证探测原理的可行性,配置合理的大气激光雷达参数,为大气激光雷达的研制提供参考依据。大气激光雷达研制完成之后,仍然需要计算一些难以测量的参数。因此,本文设计了一套基于HITRAN数据库的大气激光雷达信号仿真系统,该仿真系统的实现包括以下两部分:(1)基于大气激光雷达方程建立信号仿真模型。该仿真模型结合大气分层模式模拟激光在传输过程中大气分子和气溶胶对激光造成的衰减。HITRAN数据库中包含了大气分子的吸收谱线,仿真模型利用这些谱线参数计算大气分子高精度的吸收光谱;仿真模型利用瑞利散射计算了大气分子对激光的散射系数;大气辐射传输模型Lowtran7模拟了气溶胶对不同波长激光的衰减,因此该仿真模型结合了 Lowtran7中的气溶胶模式结构。此外,该仿真模型能够分析激光雷达系统中的几何因子、干涉滤光片等系统参数以及回波信号的信噪比等。(2)基于仿真模型对仿真系统进行软件开发,主要是利用C++程序开发语言实现大气激光雷达信号仿真模型。此外,为了增加人机交互的友好性,开发了仿真系统的人机交互界面。本文建立的大气激光雷达信号仿真系统模拟了不同系统参数配置下回波信号的强度,并将模拟结果与NSSC车载532nm瑞利散射多普勒激光雷达的实测结果进行了比较,误差在4.5%以内,表明该仿真系统能够很好的模拟回波信号,计算了模拟信号与实测信号的信噪比,并标定了该车载激光雷达的光学系统效率。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)》期刊2019-06-01）
高飞,黄波,石冬晨,朱青松,张锐[4]（2019）在《全天时大气温度探测的纯转动拉曼激光雷达系统设计与仿真》一文中研究指出提出了一种全天时大气温度探测的纯转动拉曼激光雷达系统,选用Nd:YAG脉冲激光器的四倍频输出266.0 nm作为激励波长,避开了强烈的太阳背景光对系统探测大气温度的影响。设计了一种新型叁次衍射式双光栅多色仪作为激光雷达的分光系统。仿真结果表明,双光栅多色仪可实现Stokes与Anti-Stokes高低量子数通道转动拉曼谱线的有效提取,对米-瑞利弹性散射信号的抑制率可达到60～70 dB。充分考虑臭氧吸收和荧光对系统探测性能的影响,所设计的日盲紫外纯转动拉曼激光雷达采用模拟探测模式可在12 min的积分时间内实现2.2 km高度范围内大气温度的全天时探测。(本文来源于《光学学报》期刊2019年03期）
王玉峰,张晶,汤柳,王晴,高天乐[5]（2018）在《基于拉曼激光雷达的大气叁相态水同步精细探测分光系统的设计与仿真分析》一文中研究指出水是惟一具有叁相态的大气参数,叁相态水的分布研究对认识云微物理、云降水物理以及人工影响天气过程具有重要的科学意义.在大气叁相态水的拉曼激光雷达探测技术中,需首先解决叁相态水的高光谱分光技术,以保证对回波信号的精细提取和高信噪比探测.考虑到水汽、液态水和固态水的拉曼光谱特性,本文首先通过理论仿真详细探讨了各拉曼通道中滤光片的选型参数对叁相态水光谱重迭特性和探测信噪比的影响;并针对两者无法同时取得最优解的情况,提出了利用多目标规划问题的评价函数方法,分析获得了各通道最优的滤光片参数.结果表明,当固态水、液态水和水汽通道窄带滤光片中心波长和带宽分别为397.9 nm(3.1 nm), 403 nm (5 nm)和407.6 nm (0.6 nm)时,可获得各通道间最低的光谱重迭度值和最佳探测信噪比,从而实现了叁相态水同步探测拉曼分光系统的优化设计.进一步的仿真结果表明,当激光雷达探测效率因子为1800 J·mm·min时,在有云条件下系统可获得白天3.6 km以上和晴天条件下4 km以上的叁相态水有效探测,保证了利用拉曼激光雷达实现对叁相态水的同步高信噪比探测,为后续大气叁相态水的拉曼激光雷达同步探测和反演提供了技术和理论支持.(本文来源于《物理学报》期刊2018年22期）
毕德仓,陈卫标,宋丹[6]（2018）在《高空平台激光测风雷达不同海拔风场测量能力仿真》一文中研究指出本文在以海拔20km高度探测优化的高空平台直接探测激光测风雷达研制基础上,理论分析了在海拔10km～30km高度的探测能力。分析结果表明该激光测风雷达在海拔10km～30km条件下1km～3km范围具备1m/s的风速测量能力。通过不同海拔高度设置不同的距离和时间分辨率,可实现延长探测距离。这为为拓展该雷达在平流层平台探测的应用提供了参考。(本文来源于《第五届高分辨率对地观测学术年会论文集》期刊2018-10-17）
冯冰,胡淼,李鹏,韩宁,金涛[7]（2018）在《侧向散射激光雷达的蒙特卡罗仿真与实验研究》一文中研究指出利用半解析蒙特卡罗方法建立了侧向散射激光雷达的理论模型.根据理论模型研究了多次散射条件下,大气气溶胶对激光雷达光束的侧向散射机制.通过对理论模型的仿真,得到了侧向散射光子的空间分布规律,获得了侧向散射光强和散射系数曲线.比对了能见度分别为5.7km,8.0km,10.2km的实验大气条件下仿真与实验获取的散射系数曲线,发现当模型中大气平均散射因子和非对称因子(μs,g)分别为(0.7,0.65),(0.45,0.45)和(0.2,0.35)时,仿真与实验的拟合优度优于95%.(本文来源于《光子学报》期刊2018年10期）
陈思颖,田依杉,陈和,张寅超,郭磐[8]（2018）在《粒子退偏比测量拉曼-米偏振激光雷达系统设计与仿真》一文中研究指出针对米-偏振激光雷达回波信号受大气分子信号影响而只能测得体退偏比的问题,设计了一种可以测量粒子退偏比的纯转动拉曼-米偏振激光雷达.仿真了其回波信号与信噪比,结果表明系统夜晚最大探测距离可达12km,验证了系统的可行性.利用拉曼信号校正米-偏振信号得到气溶胶和云的粒子退偏比,通过对比不同天气状况下的退偏比廓线,得出该系统更适用于高空卷云和浓度较小但退偏比较大的气溶胶粒子的退偏比测量.(本文来源于《北京理工大学学报》期刊2018年10期）
李远洋,张合勇,王挺峰,郭劲,苗锡奎[9]（2018）在《锁模相干激光雷达距离-多普勒成像识别仿真》一文中研究指出传统激光相干探测系统中,一般采用单频激光作为发射源,实现目标测量或跟踪;而在国外典型应用中,采用锁模脉冲串与相干接收方式融合,可实现目标距离-多普勒成像(简称R-D成像)。因此,此文重点针对基于锁模CO2激光的R-D成像展开仿真分析。首先建立锁模脉冲串激光模型;其次对频谱混迭进行展开,并结合自旋运动中的目标模型开展回波信号的匹配滤波处理;最后通过相应FFT和IFFT运算,可获得目标的R-D图像,并给出含有噪声情况下、自旋目标在不同转动角速度以及不同脉冲回波相迭加所获的成像质量改善的R-D图。经过相应仿真分析可知,采用基于锁模脉冲串的成像方法,可利用一个大脉冲获得一幅目标R-D图,可作为弹道目标诱饵识别的"运动指纹"特征。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年08期）
秦宇丽[10]（2018）在《基于多次散射的机载云激光雷达原理设计与性能仿真》一文中研究指出云在地球大气的水循环系统中起着必不可少的作用,若能正确探测云的宏观和微观物理特性,有助于通过人工影响天气,减弱甚至消除极端天气现象。目前机载仪器入云直接探测云特性方式存在威胁飞航安全的问题,而地基微波间接遥感探测云特性方式的测量精度普遍较低,因此,有必要发展机载激光雷达云特性探测技术,以提高测量的时空分辨率,同时消除飞航安全的隐患。本文基于现有气溶胶散射型激光雷达技术为基础,研究适用于云特性探测的机载激光雷达技术,重点研究多次散射条件下,对散射型激光雷达性能的影响,以推动我国机载激光雷达和人工影响天气领域的研究进程。论文基于球形粒子的米散射理论,分析了多次散射对球形粒子散射光学特性的影响规律,提出并设计了近红外波段机载偏振云激光雷达的原理设计,并仿真分析了系统探测性能。首先,从单个球型粒子模型出发,分析了粒子光学特性参数与粒子尺度参数的关系,表明了激光束与云雾粒子作用时,可忽略大气分子、小的气溶胶粒子对激光的散射作用。为提高激光雷达探测云粒子的精度,仿真分析了多次散射对大气激光雷达回波信号的影响,分别研究了激励波长,望远镜接收视场角,云粒子数密度对多次散射比的影响,并基于Klett法分别求解单次散射和多次散射激光雷达方程,分析了多次散射条件下云粒子消光系数和散射系数的影响规律,即约是单次散射的2～3倍。为提高偏振云激光雷达探测距离,更加有效地探测云中粒子分布,提出了利用机载近红外偏振激光雷达探测云粒子特性的方案,利用非球形粒子的退偏振理论甄别云粒子相态,同时结合机载温度传感器和粒子测量系统,以反演云粒子特性的空间分布,并设计了一种外挂式的光纤导光机载偏振激光雷达系统,以降低探测盲区,并改善探测距离。创建了云激光雷达分析模型,当云内消光系数为3.91 km-1时,在探测距离为1km处,采用1550nm激励源时的信噪比分别约为200和1000,而采用1064nm激励源时的信噪比分别约为100和1000,分析结果表明,激励波长1550nm在云粒子特性探测方面具有一定优势,且多次散射分析对于探测云粒子特性具有重要意义,验证了所设计激光雷达系统探测云粒子特性的可行性。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
激光雷达仿真论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
对滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹进行优化,能够提高飞行的安全性。对激光雷达探测目标避障轨迹进行研究,需要对轨迹优化问题的控制变量进行离散化处理,构建滑翔轨迹优化问题模型。传统方法构建飞行器轨迹优化模型,设计滑翔飞行器避障轨迹优化方案,但忽略了对控制变量的离散化处理,导致无法保证轨迹通过航路点,提出基于混合粒子群算法的滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹优化方法。仅考虑飞行器纵向平面内的运动,构建飞行器滑翔过程运动学模型及气动模型,采用分段参数化策略对轨迹优化问题的控制变量进行离散化处理。考虑优化轨迹必须通过航路点这一要求,综合热流、过载、动压、航路点过程约束和末端约束构建滑翔轨迹优化问题模型。利用混合粒子群算法求解最优滑翔轨迹。实验结果表明,所提方法可以快速设计出满足多种约束条件的滑翔飞行优化轨迹。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光雷达仿真论文参考文献
[1].陈凯.基于高光谱激光雷达的空气温度探测方法及仿真分析[D].西安理工大学.2019
[2].李铭.滑翔飞行器激光雷达探测目标避障轨迹仿真[J].计算机仿真.2019
[3].崔洪鲁.基于HITRAN数据库的大气激光雷达信号仿真系统研究[D].中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心).2019
[4].高飞,黄波,石冬晨,朱青松,张锐.全天时大气温度探测的纯转动拉曼激光雷达系统设计与仿真[J].光学学报.2019
[5].王玉峰,张晶,汤柳,王晴,高天乐.基于拉曼激光雷达的大气叁相态水同步精细探测分光系统的设计与仿真分析[J].物理学报.2018
[6].毕德仓,陈卫标,宋丹.高空平台激光测风雷达不同海拔风场测量能力仿真[C].第五届高分辨率对地观测学术年会论文集.2018
[7].冯冰,胡淼,李鹏,韩宁,金涛.侧向散射激光雷达的蒙特卡罗仿真与实验研究[J].光子学报.2018
[8].陈思颖,田依杉,陈和,张寅超,郭磐.粒子退偏比测量拉曼-米偏振激光雷达系统设计与仿真[J].北京理工大学学报.2018
[9].李远洋,张合勇,王挺峰,郭劲,苗锡奎.锁模相干激光雷达距离-多普勒成像识别仿真[J].红外与激光工程.2018
[10].秦宇丽.基于多次散射的机载云激光雷达原理设计与性能仿真[D].西安理工大学.2018