基于标定场的激光雷达两步标定方法

针对激光雷达大测量范围高精度测角测距问题,提出一种基于标定场的激光雷达两步标定方法.该方法在分析激光雷达测角误差和测距误差的基础上,提出激光雷达误差修正模型.该模型将距离修正从标定模型中分离,首先利用靶标场完成全视场的角度标定,并确定其外部参数,再利用基线场实现距离标定.以降低距离标定参数与角度标定参数之间的耦合性,保证激光雷达角度和距离标定的精度和准确度.实验结果表明方法合理有效,能够实现激光雷达的高精度标定.     

美国云和气溶胶星载激光雷达综述

气溶胶的探测,尤其是全球范围内气溶胶的探测,不仅对预测未来气候的变化有重要帮助,而且可以对遥感图像的大气校正提供重要大气参数,而星载激光雷达则是实现全球气溶胶探测的最有效的手段。美国是星载激光雷达的先行者,在气溶胶探测方面,它先后实施了LITE和CALIPSO两项计划。LITE试验的成功,验证了天基激光雷达的可行性,而CALIPSO上激光雷达CALIOP的在轨正常运行,则实现了星载激光雷达的应用。文章着重介绍和评述了美国云和气溶胶星载激光雷达的发展、收发装置以及观测结果等。     

星载主动光学遥感技术现状

激光雷达具有重要的军事应用价值和民用价值,主要应用于军事侦察、军事气象、航天器交会对接和地球科学研究方面。文章简述激光雷达的研究历史,从地球科学应用角度阐述激光雷达技术现状。     

基于FY4A-AGRI反演东北地区云顶高度

云对全球的能量收支及大气循环系统具有不可替代的调节作用,是影响天气及气候变化的重要因子。云顶高度作为云的重要参数,有助于分析云在大气中的物理机制,对局部地区监测和预报具有实质性作用。基于多通道扫描辐射成像仪(AGRI)数据反演东北地区云顶高度,采用红外分裂窗查算表方法,并对不同季节和不同云类型建立查算表,探讨基于静止卫星反演中高纬度地区云顶高度的可行性。同时,引入主动式高精度仪器正交偏振云-气溶胶偏振雷达(CALIOP),结合11、12 通道亮温数据搭建云顶高度反演模型。分析结果表明:1) AGRI遥感的云顶高度与CALIPSO搭载的CALIOP云顶高度变化趋势一致,算法计算效率较高;2) 从4个季节的统计结果来看,均方根误差(RMSE)上都小于2.3 km,平均偏差在500 m左右,受季节的影响较小,反演结果与CALIOP探测结果具有较高的一致性;3) 利用该方法基于AGRI结果精度不亚于官方采用的CO2薄片法,该方法估算的RMSE和相对误差较小,并且该算法的反演模型只提取红外分裂窗区通道数据,无需大气廓线资料进行辅助计算,节省计算资源,提高计算效率。     

多层清除重复间隔阈值的EMD去噪及其应用

为了更好地提升经验模式分解(empirical mode decomposition,EMD)对于Mie散射激光雷达信号的去噪效果,提出了一种多层清除重复间隔阈值(EMD-MCIIT)的EMD去噪方法.首先,对多层固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)进行去噪,应用alter函数对信号分量进行改变.然后,应用重复间隔阈值(EMDIIT)对信号进行滤波.通过信号仿真以及Mie散射激光雷达真实回波信号的实验进行验证,与传统的EMD阈值方法进行比较,结果表明该方法可以有效地去噪,信噪比有了较大的提升,因此具有很好的应用前景.     

多普勒测风激光雷达风廓线探测精度对比分析

在晴空干洁的大气条件下,多普勒测风激光雷达能够以较高的时间、空间分辨率,获得大气三维风场信息。为验证北京遥测技术研究所研制的WINDLE LIDAR型多普勒测风激光雷达探测的准确性,2020年4月~5月,用该雷达在北京市南郊观象台和L波段探空雷达进行同时同址对比观测。2022年6月~7月,用该雷达与北京遥测技术研究所的WINDLE U7相干测风激光雷达进行同时同址对比观测。通过对数据进行相关性分析,得到比对结果如下：1）垂直探测距离大于5 km,最大探测高度可达8.5 km;2）与L波段探空雷达对比,风速和风向数据拟合总相关系数分别为0.990和0.998。总体风速和风向的系统偏差、标准偏差分别为0.114 m/s和3.078°、0.489 m/s和3.969°,二者具有较好的一致性;3）与WINDLE U7雷达对比,风速和风向数据拟合总相关系数分别为0.999和0.999。总体风速和风向的系统偏差和标准偏差分别为0.209 m/s和1.077°、0.255 m/s和1.220°,可以看出该雷达系统的优越性。     

差分吸收激光雷达的信号处理技术

针对差分吸收激光雷达系统 ,研究信号平均和卡尔曼滤波两种信号处理技术 ,并进行了数值仿真。通过仿真可以看出 ,采用信号平均和卡尔曼滤波技术都可以很好地估计出待测气体的浓度 -光程积 ,大大地提高测量精度 ,同时也将两者的性能进行了比较     

星载激光雷达系统污染增强损伤效应及防护试验研究

真空污染环境会加剧激光诱导损伤,严重影响激光雷达系统的性能。文章对已有研究进行了分析总结,详细介绍了星载激光雷达系统污染增强损伤效应及防护试验平台的设计、试验方法及结果,归纳提出了星载激光雷达系统污染防护措施,对我国相关研究的开展提出了建议。     

多功能大气探测激光雷达应用

激光雷达具有高的时间和空间分辨率、优越的方向性和相干性、高的探测精度和实时快速的数据获取能力，已经被广泛应用于大气探测、环境监测等领域。随着技术的发展，大气探测激光雷达由最初的单波长、单功能朝着多波长、多功能方向发展，技术更加成熟，操作更加方便。本文将介绍大气探测激光雷达的基本原理，及其在探测大气气溶胶和云、水汽、温度、污染物和大气边界层高度等方面的数据应用。最后，对多波长多功能大气探测激光雷达的数据应用发展进行了总结和展望。     

Evaluation of a Geiger-mode imaging flash lidar in the approach phase for autonomous safe landing on the Moon

The imaging flash lidar has been considered as a promising sensor for the future space missions such as autonomous safe landing, spacecraft rendezvous and docking due to its ability to provide a full 3D scene with a single or multiple laser pulses. The linear-mode flash lidar has been developed and demonstrated for an autonomous safe landing on the Moon in order to provide an accurate distance measurement to the landing site and its 3D image. Yet, the Geiger-mode flash lidar has also been recognized as an emerging technology for the space missions because it is highly sensitive even to a single photon and provides the very accurate timing of photon arrival. In this study, the performance of the Geiger-mode flash lidar is simulated in the approach phase and evaluated for the autonomous landing on the Moon. Furthermore, a new statistical signal processing algorithm is proposed to remove the noise counts in order to obtain the 3D image from a sequence of laser pulses in the situation of the fast moving spacecraft. The algorithm is shown to be effective for the autonomous landing due to its ability to remove noise events under the condition of low signal-to-noise ratio and improve ranging accuracy.