针对激光测高仪中发射的激光脉冲并不是高斯对称的, 并且由于目标物的影响, 使用一系列标准高斯函数的和来拟合回波脉冲并不精确, 本文提出改变回波分解的取模模型, 通过正确模型的选取来改善回波位置的精确度。该方法采用比高斯函数复杂的对数正态函数和广义高斯函数, 采用 LM非线性拟合算法拟合回波波形。实验结果表明, 通过对植被等回波数据的拟合显示出针对不同的地形存在不同的改善效果, 同时新参数的引入可获得波形的额外信息, 使得对目标物表面几何形状、反射率和粗糙度等信息的解算变得更为容易。Waveform Based on Canopy Surface

在无合作目标相位式激光测距中,为了提高测程和改善信噪比,提出一种基于雪崩光电二极管的电外差测量技术。在该 方法中,雪崩光电二极管通过电注入法可直接被作为混频器,它接收到的回波光信号在转换成电流信号时直接和一本振信号混 频产生低频信号。实验结果表明,该方法可有效改善雪崩光电二极管输出信号的信噪比,提高无合作目标相位式激光测距的测程。

绍了用材料铝、铍、超低膨胀(ULE)石英、微晶玻璃(主要指Zerodur)、 金属基复合材料(MMC)和碳化硅(SiC)等制备空间主镜的方法和过程,包括坯料 的生成、粗加工、精细研磨、抛光等。对各种材料主镜的制备特点进行了总结,并 展望了今后各种主镜材料的应用和发展趋势。

光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态，采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出，推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系，找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明，根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路，可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。

对于非合作目标的中程距离测量, 从测距范围、测量精度、速度和可靠性的折衷方面来讲, 脉冲相位式激光测距法优于常规的脉冲法测距和连续波相位法测距。在脉冲相位式激光测距中提出采用连续发射的正弦调制脉冲信号提高发射激光的峰值功率以提高测程, 但发射激光的平均功率被保持很低保证了发射激光对人眼的安全。同时根据硅雪崩光电二极管(Si-APD)噪声谱密度理论, 设计了具有温度补偿和反馈电阻噪声补偿的激光测距仪前放接收模块, 详细分析了背景光, 反向高压和反馈电阻对于Si-APD接收性能的影响。实验表明：根据该方法设计的前放接收模块使测距仪接收系统获得最大信噪比, APD工作在最佳倍增状态,从而提高测距仪的探测灵敏度和最大测程。

设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量和数据传输模块等。在环境温度20 ℃时对该测量模块进行精度测试,获得标准偏差为94.68 ps,转换成距离为1.42 cm。最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内的一般条件下可获得测高精度±50 cm。

激光测高仪是测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与探测目标之间的距离，因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标。采用了一种专用的时间数字转换芯片设计了时间间隔测量模块，它采用延时线技术，测量频率快，时间分辨率高，受外界环境干扰小，完全适合激光测高的要求。在给出软硬件实现方法的同时，也给出了测量结果。

从激光测高雷达回波能量分布模型和地表模型入手，详细介绍了基于IDL的激光测高雷达回波的仿真过程及仿真程序各个模块的功能，用Pearson相关性方法将仿真所得波形与实测回波波形进行了分析比对，二者的相关性系数达到90%以上，并分析了回波脉冲波形随测高系统参数和地表参数的变化情况。该方法可以直观有效地对不同地表的回波进行仿真，为激光测高雷达的回波分析提供了重要的技术手段。

激光测高仪是一种空间对地探测装置,在众多领域中有重要的应用前景.由于大气传输介质以及系统噪声的影响,需要对测得的数据做精确化处理.采用了抗差估计(IGGⅢ方案)来处理激光测高的数据,与最小二乘法相比,抗差估计既能减小模型偏差又能抗拒异常观测值干扰.

激光测高仪依靠回波信号包含的信息来反演地面目标的物理特性,因此必须保持回波信号的保真度和高信噪比.通过选择合适的探测器、设计与探测器匹配的放大电路、设计可以最大信噪比提取信号并保持滤波信号波形的滤波器来达到系统指标.讨论了激光测高仪前置放大电路的设计原则,分析了测高系统中对放大器选择的要求.实验表明,所设计的前置放大电路可以有效地满足设计要求.