1 华中科技大学 电子与信息工程系，武汉 430074
2 华中科技大学 武汉光电国家实验室，武汉 430074
在激光雷达探测海水水下目标的应用中，基于频域滤波的信号处理技术可以抑制海水后向散射噪声。其中接收系统中滤波器带宽的大小不仅对后向散射起到抑制作用，而且对目标信号产生抑制作用。为了确定带宽取值范围，分析了调制脉冲激光雷达探测信号水下传输模型，研究了海水后向散射信号以及目标反射信号的频域特性。通过对接收信号在频域上进行仿真，归纳出接收系统滤波器带宽的最优设计方法。该研究结果为系统达到最佳信噪比奠定理论基础。
激光技术 带宽 频域滤波 后向散射 激光雷达 laser technique bandwidth frequency filtering backscattering lidar
华中科技大学 电子与信息工程系 武汉光电国家实验室，武汉 430074
介绍了一种水下探测技术，以激光脉冲信号为载波，将微波信号加载到激光脉冲上进行调制编码，调制编码信息由光信号携带进入水下。在接收端，通过频率滤波实现对编码信号的提取，由编码信号的信号处理实现激光雷达水下目标探测。将该技术与多种抑制海水后向散射的方法进行比较，对载波调制激光雷达在海洋探测应用的特点和研究现状进行了综述。
激光技术 载波调制 相干信号处理 激光雷达 海洋探测 laser technique modulation on optical carrier coherent signal processing lidar ocean exploration
华中科技大学电子与信息工程系 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
基于布里渊散射信号的检测可实现对海水温度等参量的监测。由于海水的布里渊频移量是关于温度和盐度的二元函数,故无法仅通过布里渊散射频移量的检测实现对海水温度和盐度两个独立变量的精确测定。研究表明布里渊信号的功率也是关于温度和盐度的二元函数,所以文章提出通过测量布里渊频移量和接收布里渊信号功率大小,通过两个二元函数反演出海水的温度与盐度数值,实现对海水温度和盐度两个独立变量的同步测量。
光学测量 布里渊散射 温度 盐度
华中科技大学 电子与信息工程系 武汉光电国家实验室，武汉 430074
基于边缘探测技术的激光雷达实际应用中，激光器在工作中发射光信号的中心频率会发生漂移，激光频率的漂移过大，会直接影响边缘探测系统的测量精度。采用仿真计算的方法得到碘分子吸收滤波器在470nm～550nm范围内的吸收光谱谱线，以基于边缘探测技术的激光雷达监测大气信道和海洋水下信道环境参数为例，得到适合大气和海洋探测吸收谱线并确定发射激光信号的中心频率。通过理论分析，给出了满足探测要求的激光发射信号单稳频指标，为实际探测系统的设计奠定基础。
激光技术 单稳频指标 边缘探测技术 碘分子吸收滤波器 laser technique monochromatic and stable frequency indexes edge detecting technology iodine molecule absorption filter
1 华中科技大学 电子与信息工程系，武汉光电国家实验室，武汉 430074
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院，武汉 430074
激光雷达应用于水下目标探测，光信号受水体后向散射影响，导致目标对比度严重下降。一种以载波调制激光脉冲为探测信号的方法可实现对后向散射信号的抑制。利用基于蒙特卡罗的光子传输模型，模拟载波调制激光雷达水下目标探测的全过程。结果表明该方法对水下目标探测有明显改善，调制参数对探测性能有较大影响。
载波调制激光雷达 后向散射 频域滤波 蒙特卡罗 modulated lidar on optical carrier backscattering clutter frequency filter Monte Carlo
1 华中科技大学,电子与信息工程系,湖北,武汉,430074
2 武汉光电国家实验室,湖北,武汉,430074
3 华中科技大学,多谱信息处理技术国防科技重点实验室,湖北,武汉,430074
针对机载三维激光成像雷达测量地形高程的特点,提出了一种基于最小平方支持向量机和Shepard的激光成像雷达扫描的地形重采样方法.该方法利用支持向量机是基于结构风险最小化准则,对带有噪声的数据拟合方面具有较好的泛化能力的优点,结合Shepard的局部插值能力,使重建的地形具有局部失真小、总体保持最优的特点.仿真实验结果达到了较高的地形测量精度.
激光成像雷达 地形重建 支持向量机 Shepard方法
华中科技大学电子与信息工程系武汉光电国家实验室, 武汉 430074
以激光信号在传输介质中的布里渊散射频移量模型为基础,依据相关大气数据建立基于布里渊散射信号检测的大气探测模型。该模型中布里渊频移量只与大气高度相关,详细描述了低空大气范围内布里渊频移量的连续分布状态。结果表明在0～86 km的海拔高度范围内,大气的布里渊散射频移量分布在1.0～1.3 GHz之间。与有关数据相比,该模型与实际情况非常符合,同时具有很好的连续性和普适性。
大气光学 激光雷达 布里渊散射 大气参量 数学模型
华中科技大学,电子与信息工程系,武汉光电国家实验室,武汉,430074
提出了基于机载激光雷达应用于海洋赤潮的监测与预报方法,以检测激光水下后向散射光信号,实现对海洋赤潮藻密度信息的获取.引入赤潮藻散射系数的概念,建立了机载激光雷达的赤潮藻散射系数探测模型.通过仿真计算,证明该模型可以有效评估出赤潮藻密度的大小,进而实现对赤潮消长过程的判断.
海洋监测 机载激光雷达 激光散射 赤潮
华中科技大学电子与信息工程系 武汉国家光电实验室, 湖北 武汉 430074
基于边缘探测技术的激光雷达系统中, 确定分子吸收池滤波器的吸收光谱谱线, 以及确定发射激光信号的中心频率, 是实现激光雷达系统设计的核心问题。依据不同信道中布里渊散射的特性, 仿真出碘分子吸收池在470～550 nm区间的吸收光谱, 在此基础上确定激光雷达系统激光中心频率的选取和鉴频器的设计方法。以大气和海水典型信道为例, 论证了该方法在基于边缘探测技术的激光雷达中的实际应用。
激光技术 激光雷达 系统设计 边缘探测技术 分子吸收池
