远距离小目标的多光束单光子激光测距实现

基于盖格模式探测的单光子激光雷达具有探测灵敏度高,设备体积小,测量精度高等优势;然而对于远距离、非合作的小目标,由于目标截面积小且反射率低,回波能量极其微弱,常规采用TCSPC算法累积完成对目标信号的提取,然而对于高能量、低重频的激光测距设备,采用TCSPC算法所需目标建航周期过长。文章设计了3通道单光子探测接收系统,利用检测前跟踪算法(DB-TBD)完成对回波通道的非相关累积以及轨迹快速提取,对因回波起伏以及跟踪不稳导致的跟踪目标距离偏差较大的问题,开展扩展卡尔曼滤波(EKF)算法研究。经测试可知,3通道接收相对单通道具有更高的探测效率,一般采用“与”“或”进行多通道运算处理。文章基于TBD的KEF算法能快速地提取出目标轨迹且能够很好地解决测距值抖动问题,具有更好的鲁棒性。该系统最终实现了对40km某型目标的测距实现。