机载激光测深近水面渗透误差修正的半经验波形分解方法

信号检测精度是影响机载激光测深最终测量成果的一项关键因素。针对绿激光在水面存在的近水面渗透现象,为提高水面信号检测精度,本文提出一种半经验波形分解方法。该方法通过简化激光辐射传输过程构建一种符合波形实际情况的半经验信号卷积模型,并利用基于航迹和影像数据人工选取的深水波形样本估计模型中水体参数初值及取值范围,在波形先验的约束下基于信赖域算法实现波形各组成部分的精确重构,从而确定水面信号位置并修正近水面渗透误差。试验结果表明,本文方法在波形分解中将理论与经验结合,可较好地适应不同水深下的波形,能够在保证高拟合度的同时提升水面信号的检测精度,相比去卷积算法和传统波形分解方法,本文方法在精度上分别提高了44%和51%。

基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析

浑浊水体导致激光脉冲能量急剧衰减,并在回波信号中产生大量噪声,导致点云密度降低,甚至无法探测到水底。因此机载激光雷达测深作业需要水体光学特性信息提供支撑,以减少无效测量。首先,基于CZMIL Nova理论测深,根据MODIS反演的中国海域水体漫衰减系数K_d(490 nm)数据,计算CZMIL Nova在海岸带水域的最大理论测深值,最大理论测深超过GEBCO(general bathymetric chart of the oceans)水深数据的区域,即为潜在可测区;然后,根据最大理论测深与GEBCO水深比值倍数进行可测潜力分类;最后,选取从清澈到浑浊3种水域实测数据对分类的合理性进行验证。结果表明,中国近海有21. 19万km^2区域具备开展机载激光雷达测深工作的潜力;适合开展海陆一体连续测量的区域为海南岛文昌—东方段、北海及雷州半岛东西岸、山东半岛日照—青岛段、辽东湾银州—绥中段,根据K_d(490 nm)值估算分别为水深20~40 m,10~20 m,20~25 m,10~15 m以浅范围。

距离选通水下成像系统成像范围的分析与计算

距离选通水下激光成像系统是一种基于时间标记原理的水下光电成像系统,它能够有效抑制水体后向散射光的干扰,提高目标探测距离,具有较高的军事和民用价值。距离选通水下激光成像系统在对距离未知的目标搜索过程中,准确地设置系统的搜索范围,对于提高距离选通成像系统对距离未知目标的搜索效率具有重要的意义。根据距离选通成像原理,搭建了距离选通成像实验系统,建立了成像系统的几何模型,分析并计算了距离成像系统的最小探测成像距离和最大探测成像距离,给出了最小探测成像距离和系统结构参数之间关系的仿真计算结果,并用实验验证了最大探测成像距离与水体衰减系数之间的关系。