機載三維地形測繪掃描成像激光雷達研究.pdf

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

2、機載三維地形測繪系統(tǒng)的掃描成像激光雷達系統(tǒng)設計方案。激光雷達采用單脈沖激光直接探測體制，前沿時刻定時，延遲線插入法測量時間間隔的測距方法，采用物方空間的光機掃描方式，研制了一種掃描成像激光雷達樣機，經過實驗驗證，實現(xiàn)了測距精度不大于±2m，角度精度不大于3’的較高精度的技術指標，研制水平國內領先。
　　 本文技術創(chuàng)新點是采用激光大視場(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據對比，采用激光大視場掃描成像技術能夠

3、獲取三維地形信息，能夠采集更多的有效的地形數據信息。還創(chuàng)新地提出了一種激光雷達掃描均勻性測試方法，并研制了一套激光雷達掃描均勻性測試設備，解決了激光雷達掃描系統(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地面模擬成像方法，并研制了掃描成像激光雷達地面模擬成像裝置，并進行了多項測試和成像試驗，成功得到了激光雷達對建筑目標、山體、機場跑道、海面等的高精度激光圖像。同時，我們還開展了激光雷達氣象環(huán)境適應性測試，進行了大量的實驗，得到