一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法

专利2026-07-26  21


本发明涉及激光雷达探测,尤其涉及一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法。


背景技术:

1、微脉冲激光雷达是一种用于地球科学、环境科学技术及资源科学技术领域的大气探测仪器,可大范围快速监测大气环境特性。它根据大气对激光的散射、吸收、消光等物理效应,通过定量分析激光大气回波,进行大气环境探测。由激光雷达的探测数据可获得大气边界层的结构和时间演变特征、大气气溶胶(飘尘)消光系数垂直廓线和时间演变特征、云高度及多层云结构、大气能见度等信息,监控工业烟尘的排放以及研究它们的扩散规律、它对大气环境监测和大气科学研究都有着重要的意义,具有其它测量手段不可替代的优势。

2、天空背景光产生的噪声是影响微脉冲激光雷达探测精度、探测距离的重要因素,在对雷达回波信号处理时,必须考虑其影响。常规处理方法是依据天空背景光亮度曲线去除背景光影响。这种方法具有局限性,导致激光雷达在反演消光系数时存在较大误差。如果能够在对激光回波信号处理时,能够结合实时的、真实的天空背景光特性,将使微脉冲激光雷达的测量准确性、测量精度得到显著提高。


技术实现思路

1、本发明为解决上述问题,提供一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法。

2、本发明目的在于提供一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,具体包括如下步骤:

3、s1、设计与天空背景辐射亮度测量装置的参数相同的微脉冲激光雷达;

4、s2、将所述微脉冲激光雷达、天空背景辐射亮度测量装置与gps接收机安装在转台装置上,所述转台装置连接控制模块;gps天线连接所述gps接收机,所述gps接收机连接所述控制模块;安装时将所述微脉冲激光雷达和所述天空背景辐射亮度测量装置的视轴调整为平行;

5、s3、所述转台装置带动微脉冲激光雷达进行空间扫描,所述微脉冲激光雷达的光电探测器实时测量激光回波信号的强度,发送至所述控制模块;

6、s4、所述gps接收机提供秒脉冲同步信号,将所述微脉冲激光雷达与所述天空背景辐射亮度测量装置的测量结果在时间上同步;基于所述天空背景辐射亮度测量装置的测量结果,得到实时天空背景辐射噪声强度,发送至所述控制模块;

7、s5、利用所述激光回波信号的强度减去所述天空背景辐射噪声强度,得到测量真值;基于所述测量真值进行所述微脉冲激光雷达的数据反演,得到大气消光系数。

8、优选的,参数包括收发口径、视场、发射与接收波段和窄带滤波片带宽。

9、优选的,转台装置为二维转台,所述空间扫描是在水平方位和俯仰方向上扫描。

10、优选的,控制模块包括主控计算机,用于控制所述二维转台的转动、以及接收数据并进行分析。

11、优选的,gps天线选用贴片天线。

12、优选的,gps接收机选用测量型gps接收机。

13、优选的,微脉冲激光雷达选用气溶胶激光雷达。

14、与现有技术相比,本发明能够取得如下有益效果:

15、基于天空背景辐射亮度测量结果在微脉冲激光雷达的光电探测器测量值中实时减去背景光噪声,降低天空背景辐射噪声对微脉冲激光雷达测量结果影响。本发明的装置与方法可以克服由于采用固定天空辐射亮度值而产生的测量误差,从而使微脉冲激光雷达测量结果更加真实、有效。



技术特征:

1.一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述参数包括收发口径、视场、发射与接收波段和窄带滤波片带宽。

3.根据权利要求2所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述转台装置为二维转台,所述空间扫描是在水平方位和俯仰方向上扫描。

4.根据权利要求3所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述控制模块包括主控计算机,用于控制所述二维转台的转动、以及接收数据并进行分析。

5.根据权利要求4所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述gps天线选用贴片天线。

6.根据权利要求5所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述gps接收机选用测量型gps接收机。

7.根据权利要求6所述的一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法,其特征在于:所述微脉冲激光雷达选用气溶胶激光雷达。


技术总结
本发明涉及激光雷达探测技术领域,尤其涉及一种降低微脉冲激光雷达背景噪声的方法。包括:设计与天空背景辐射亮度测量装置的参数相同的微脉冲激光雷达;将微脉冲激光雷达、天空背景辐射亮度测量装置与GPS接收机安装在转台装置上;将微脉冲激光雷达和天空背景辐射亮度测量装置的视轴调整为平行;转台装置带动微脉冲激光雷达进行空间扫描,将激光回波信号强度发送至控制模块;GPS接收机提供秒脉冲同步信号;天空背景辐射亮度测量天空背景辐射噪声强度;利用激光回波信号强度减去天空背景辐射噪声强度,得到测量真值,进行数据反演得到大气消光系数。优点在于:克服由于采用固定天空辐射亮度值而产生的测量误差,使测量结果更加真实、有效。

技术研发人员:赵馨,刘德旺,常帅,佟首峰,王恒杰,谷野
受保护的技术使用者:长春理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1832087.html

最新回复(0)