激光雷達(dá)在不同水深環(huán)境下,單通道的波形數(shù)據(jù)波形差異性較大,難以準(zhǔn)確檢測(cè)真實(shí)的水面和水底回波信號(hào)。利用雙頻激光雷達(dá)1 064 nm近紅外通道(CH1)以及532 nm不同接收視場(chǎng)的淺水通道(CH2)和深水通道(CH3),對(duì)不同水深的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分解,實(shí)現(xiàn)了多通道聯(lián)合探測(cè)水面和水底回波信號(hào)。與單通道波形分解方法相比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文方法在波形有效檢測(cè)率平均提高了約15%,測(cè)深精度平均提高了約11%。

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【部分圖文】：

圖1 機(jī)載激光雷達(dá)水深探測(cè)示意圖

機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)深波形是反映回波能量隨時(shí)間變化的一維信號(hào),記錄激光脈沖沿其幾何路徑與水面、水體、水底產(chǎn)生的波形形狀。在激光回波波形中對(duì)水面和水底回波的波峰位置檢測(cè),確定時(shí)間差來(lái)計(jì)算瞬時(shí)水深,見(jiàn)圖1。根據(jù)各個(gè)通道波形數(shù)據(jù)的特點(diǎn):1064nm近紅外通道(CH1)對(duì)水體穿透性較差,可....

圖2 激光測(cè)深點(diǎn)云(綠色點(diǎn))和單波束

精度驗(yàn)證的設(shè)備采用華測(cè)D530單波束測(cè)深儀,工作頻率為20kHz(低頻)和100kHz(高頻),最大采樣頻率為30Hz,測(cè)深精度±1cm+0.1%·h(h為水深值)。將激光實(shí)測(cè)水深和單波束實(shí)測(cè)水深通過(guò)查詢潮汐表改正水深值,再解算成測(cè)深點(diǎn)云,以便開(kāi)展精度驗(yàn)證,地理位置見(jiàn)圖2....

圖3 不同水深波形有效長(zhǎng)度估計(jì)示意圖

隨著水深越深,波形的有效信號(hào)長(zhǎng)度Δt也隨之增加,見(jiàn)圖3。經(jīng)過(guò)對(duì)多條采樣波形的統(tǒng)計(jì),得到區(qū)分淺水單波峰波形與深水雙波峰波形有效長(zhǎng)度的閾值Δt=35ns(水深約5m),將回波波形劃分為淺水(0～5m)和深水(>5m)兩大類。如圖4所示,水面回波位置均由CH1的波峰時(shí)刻確定。在....

圖4 各通道回波波形處理示意圖

如圖4所示,水面回波位置均由CH1的波峰時(shí)刻確定。在水底回波位置探測(cè)中,淺水區(qū)域綠光波段的回波波形經(jīng)過(guò)RLD算法后,可以從單波峰的波形中分解出水面和水底兩個(gè)回波,將CH2的末次回波作為淺水區(qū)域的水底回波(圖4(b));由于深水區(qū)域CH2的水底回波信號(hào)較弱,可先探測(cè)CH3的末次回波....

本文編號(hào)：4028498