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《星載激光測距儀全波形測距技術(shù)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、航天返回與遙感第35卷第3期68SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年6月星載激光測距儀全波形測距技術(shù)吳南孫世君李旭（北京空間機(jī)電研究所，北京100094）摘要激光全波形測距以寬帶高靈敏探測技術(shù)高保真獲取、記錄激光探測主回波信號，進(jìn)行全數(shù)字處理和子波分析，解析其時(shí)域、空域、頻域信息，獲取高精度距離、目標(biāo)分布特征，是提高星載測距儀測距精度、能力、空間配準(zhǔn)精度的重要手段。文章對比分析了全波形和閾值法2種激光測距的原理，總結(jié)全波形測距的優(yōu)勢，梳理了其技術(shù)難點(diǎn)，重點(diǎn)對全波形回波數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了研究，給出了數(shù)據(jù)處
2、理算法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜多峰回波波形的高斯分解，得到光斑區(qū)域內(nèi)目標(biāo)相對高程分布，仿真驗(yàn)證了算法的可行性，通過計(jì)算不同信噪比下的高程解算誤差，得到了誤差隨信噪比的變化趨勢。關(guān)鍵詞全波形測距數(shù)據(jù)獲取不失真記錄高斯分解中圖分類號:P228.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1009-8518(2014)03-0068-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.03.009Space-borneLaserFull-waveformRangingTechnologyWUNanSUNShijunLIXu（BeijingInstitu
3、teofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractOwingtoitsbroadband,highsensitivityandhighfidelitydetection,aswellaslaseremissionandechosignalrecording,fully-digitalprocessandsub-waveanalysis,deepanalysisofinformationintimefield,rangefieldandfrequencyfield,acq
4、uisitionofhighprecisionrangeandtargetdistributioncharacteristics,laserfull-waveformrangingisanimportantsolutiontoenhancetheprecision,capabilityandspacerectificationaccuracyofspacebornealtimeter.Laserfull-waveformrangingiscomposedofthreeprocesses:acquisition,recordingandp
5、rocessing.Inthispaper,wecombthetechnicaldifficultiesoffull-waveformranging.Werealizetheundistortionrecording,slowdownmanagement,cacheandprocessingalgorithmoflaserechowaveformbyserial-to-parallelconversionandGaussiandecomposition.Inaddition,emulationanddemonstrationaremad
6、e.Keywordsfull-waveformranging;datarecording;undistortionrecording;Gaussdecomposition0引言在一般情況下，星載激光測距儀以時(shí)間飛行法測距，通過測量激光從發(fā)射到經(jīng)目標(biāo)反射后回到接收端的時(shí)間間隔，輔以姿態(tài)、大氣等參數(shù)修正，精確獲得目標(biāo)高程。時(shí)間測量精度是測距精度的關(guān)鍵保證。經(jīng)典的時(shí)間測量方法主要采取波形閾值法進(jìn)行檢測，通過對激光發(fā)、收信號即激光主回波信號的前沿截[1]斷式處理，形成歸一化的激光主回波脈沖，以時(shí)鐘計(jì)數(shù)等方式來測量激光脈沖的往返時(shí)間。由于激光傳輸
7、路徑和目標(biāo)的復(fù)雜性，激光閾值檢測只獲取了主回波簡單的相對時(shí)間關(guān)系，并且在進(jìn)行高精度測試時(shí)，電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy，重復(fù)性和一致性相對較差，難以滿足系統(tǒng)精度的要求。大規(guī)模超高速集成電[2]路和可編程邏輯電路的發(fā)展，使得激光主回波信號高分辨率高保真記錄成為可能。激光主回波波形攜收稿日期：2014-01-03第3期吳南等:星載激光測距儀全波形測距技術(shù)69帶了探測區(qū)域內(nèi)地表形狀、地表粗糙度和反射率等地形、地物信息，通過對波形數(shù)據(jù)的分析、處理，可[3]實(shí)現(xiàn)對距離的高精度統(tǒng)計(jì)，并對測距結(jié)果進(jìn)行修正和驗(yàn)證。本文將對比分析全波形和閾值法2種激光測距的原理，
8、總結(jié)全波形測距的優(yōu)勢；根據(jù)全波形測距系統(tǒng)的要求，梳理技術(shù)難點(diǎn)；針對全波形回波數(shù)據(jù)處理，給出數(shù)據(jù)處理算法，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多峰回波波形的高斯分解，得到光斑區(qū)域內(nèi)目標(biāo)相對高程分布，并仿真驗(yàn)證算法的可行性。1全波形測距與
