双基地激光雷达系统原理研究

论文摘要

论文系统研究了一种双基地激光雷达系统的基本原理和相关技术。首先对双基地激光雷达系统的探测距离进行了预测,其中简要分析了激光近地大气斜程传输特性,并在双基地距离预测中考虑大气衰减随高度变化的影响,分析了系统的信噪比及系统的背景噪声。对双基地激光雷达系统的探测概率进行了研究,分析了影响系统探测概率的各因素,并结合双基地激光雷达系统的扫描方式和扫描空域简要分析了两种双基地放置方式。对双基地激光雷达系统的距离和角度测量精度进行了研究,分析了影响测量精度的各因素,对系统的定位问题进行了分析,给出了基本定位方程和定位精度表达式。最后,应用设计的双基地激光雷达原理系统对双基地激光探测的可行性进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 激光测距雷达国内外研究现状
• 1.2.2 双（多）基地雷达的国内外研究现状
• 1.2.3 国内外双基地激光雷达研究现状
• 1.3 本文的研究内容及结构安排
• 第二章 单/双基地激光雷达探测距离问题
• 2.1 双基地雷达工作的基本原理
• 2.2 单/双基地激光雷达方程推导
• 2.2.1 单基地激光雷达方程推导
• 2.2.2 双基地激光雷达方程推导
• 2.3 单/双基地激光雷达探测距离预测
• 2.3.1 激光斜程传输的大气衰减效应
• 2.3.2 单基地激光雷达探测距离预测
• 2.3.3 双基地激光雷达探测距离预测
• 2.4 双基地激光雷达系统信噪比与探测范围研究
• 2.4.1 系统信噪比分析
• 2.4.2 接收视场角与背景噪声关系
• 2.4.3 系统探测范围的预测
• 2.5 本章小结
• 第三章 双基地激光雷达系统的探测概率与探测空域研究
• 3.1 检测理论
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 简单假设问题
• 3.1.3 奈曼—皮尔逊准则
• 3.1.4 小结
• 3.2 几种光电探测设备的探测概率
• 3.2.1 窄带系统的瞬时探测概率
• 3.2.2 宽带系统的瞬时探测概率
• 3.2.3 光子计数中的瞬时探测概率
• 3.2.4 积累检测系统中探测概率
• 3.3 激光雷达系统的探测概率研究
• 3.4 系统扫描方式与探测空域分析
• 3.4.1 几种主要的双基地雷达空间同步扫描方式
• 3.4.2 结合系统实际要求对扫描方式及扫描空域的分析
• 3.5 系统探测空域与探测概率综合分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 双基地激光雷达系统的目标测量精度及定位问题
• 4.1 双基地激光雷达系统的测量精度分析
• 4.1.1 双基地激光雷达的距离和测量精度
• 4.1.2 双基地激光雷达的角度测量精度
• 4.1.3 双基地激光雷达的距离估值精度
• 4.2 双基地激光雷达的目标定位研究
• 4.2.1 双基地激光雷达的定位
• 4.2.2 双基地激光雷达定位精度
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统实验
• 5.1 双基地激光雷达原理系统介绍
• 5.2 双基地激光雷达原理系统初步实验测量
• 5.2.1 单/双基地激光雷达原理测试
• 5.2.2 单/双基地激光雷达距离方程验证
• 5.3 双基地激光雷达原理系统背景噪声测试
• 5.3.1 模拟背景光情况下输出的噪声测试
• 5.3.2 太阳背景光情况下输出的噪声测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 1、主要研究内容和结论
• 2、进一步研究方向与方法
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录