单光子激光雷达所获取的光子事件存在随机分布的特点，使得其激光测距值出现不确定性，从而降低了单光子激光雷达的测距精度。在不减小采样分辨率的情况下，采用累积邻近多光斑的光子事件来构建光子累积直方图，并基于反算的目标响应函数的时间重心来确定激光测距值。针对ICESat-2单光子激光雷达，以测距均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）为性能指标，构建出一种综合考虑陆地地形、累积光斑数目和回波光子数等多因素对其测距误差影响的评估方法。同时，选取ICESat-2过境美国犹他州西瓦利城的某观测条带的随机地形数据进行验证分析。结果表明，所提出的激光测距值解算方法能够使该条带的测距RMSE值由114.25 cm降低到63.84 cm，MAE值由70.97 cm降低到48.52 cm，均优于ICESat-2数据产品提供的137.96 cm RMSE值和97.24 cm MAE值，这对提升单光子激光雷达在陆地区域的测距精度具有一定的借鉴作用。
单光子激光雷达 累积直方图 目标响应函数 测距误差 single-photon lidar cumulative histogram target response function ranging error 红外与激光工程
2020, 49(11): 20200247
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室（西安理工大学）, 陕西 西安 710048
在无人机的自主飞行及着陆引导中, 测距与定位是其中的关键问题。本文提出了一种基于无线紫外光的测距定位方法, 对无线紫外光直视通信模型和非直视通信模型进行了分析, 推导出直视和非直视情况下的距离计算公式。根据四节点定位算法, 可以解出未知节点的位置坐标。使用波长为255 nm的“日盲”紫外LED及光电倍增管作为收发器件, 测距信号采用10 kHz的方波信号, 在不同天气情况下进行测距实验。实验结果表明: 在直视情况下, 被测距离真值为0~100 m的测距误差均小于5 m; 在非直视情况下, 由于多径散射的影响, 有效测距距离降为0~70 m。当发送仰角和接收仰角均小于10°时, 测距误差较小, 均小于5 m, 当发送仰角和接收仰角均大于10°时, 随着发送仰角和接收仰角的增大, 有效测距距离明显降低。总的来说, 该算法有着较高的精度, 在GPS无法正常使用时能够为无人机提供导航数据, 基本能够满足自主降落和飞行引导的要求。
光通信 紫外光 定位方法 测距误差 飞行引导 light communication ultraviolet light positioning method ranging error flight guidance
大连海事大学信息科学技术学院， 辽宁 大连 116026
通过数据仿真的方法，仿真理想情况下手提盘煤仪的激光测距数据、姿态数据和定位数据，然后根据实际情况确定各误差参数，并将其依次代入仿真数据中，比较理论体积和代入误差后的仿真体积，得出误差因素对体积的影响规律，并分析了各误差的产生机理，比较了各误差因素对体积影响的大小，该研究结果为手提盘煤仪中重要误差因素的抑制或补偿提供了理论依据。
测量 激光测距误差 姿态误差 定位误差 误差分析 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 071201
南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室, 南京 210094
比较了不同类型的弹载定高体制，提出了脉冲激光与重力加速度传感器复合定高的定距原理,并对测距误差进行深入分析，得出其定高精度。对设计出的原理样机进行了实验测试，平台倾斜角度检测实验的结果表明，静态条件下最大角度误差小于0.3°；0~500 m定高测试实验的结果表明，测量平均值与实际值最大误差为±2.5 m，并且与目标距离无关。
引信 激光与加速度传感器复合定高 测距误差 激光测距 fuse compound height determination using pulsed laser a ranging error laser ranging 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3172
