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专利号: 2019110384316
申请人: 浙江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其中,海洋激光雷达系统包括激光发射系统、接收系统、数据采集及处理系统,激光发射系统包括激光器和扩束镜,接收系统包括望远镜、光阑、窄带滤光片、会聚透镜和探测器,数据采集及处理系统包括采集卡和计算机,其特征在于,具体的优化处理方法包括:(1)根据激光器、探测器和采集卡对系统响应的贡献,建立快速获取系统响应脉宽的近似模型,所述的近似模型采用高斯模型,表达式为:其中,T′T为近似的系统响应脉宽,TL为激光器脉宽,TD为探测器脉宽;

(2)根据近似模型计算得到近似的系统响应脉宽,并根据近似的系统响应脉宽估算所需的采集卡采样率SR;估算所需的采集卡采样率SR的过程如下:通过对数据进行线性拟合得到系统响应脉宽TT与采样率SR之间的反比例线性关系,表达式为:

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SR=0.8234/TT+3.3×10再将系统响应脉宽TT用近似的系统响应脉宽TT′代替,利用上述表达式,得到估算的采集卡采样率;

(3)采集卡根据得到的采样率SR进行采样,系统通过计算得到实测浮游植物层厚度Thk;

(4)通过修正方程对系统响应导致的实测浮游植物层厚度的误差进行修正,最后得到修正后的浮游植物层厚度;所述的修正方程为:其中,Thk′为修正后的浮游植物层厚度;Thk为浮游植物层的实测厚度;LT为近似的系统响应脉冲长度,其由近似的系统响应脉宽TT′通过光速匹配得到。

2.根据权利要求1所述的海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其特征在于,步骤(2)中,在根据近似模型计算得到近似的系统响应脉宽之后,还包括:基于水体浑浊度判断近似的系统响应脉宽是否符合测量条件,若满足,则继续进行采样率估算;若不满足,则重新设定激光器和探测器的脉宽。

3.根据权利要求2所述的海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其特征在于,所述测量条件为:

其中,T′T为近似的系统响应脉宽,Kd为水体漫射衰减系数。

4.根据权利要求2所述的海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其特征在于,不同水体浑浊度所对应的系统响应脉宽具有一定的波动范围,且随着水体漫射衰减系数不断变大,系统响应脉宽的波动范围逐渐变小;所述波动范围的下边界为激光器脉宽固定为最小值的情况,上边界为探测器脉宽固定为最小值的情况。

5.根据权利要求1或4所述的海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其特征在于,步骤(2)中,采样率SR需大于或等于两倍的系统带宽B。

6.根据权利要求1所述的海洋激光雷达系统响应优化处理方法,其特征在于,所述激光器的时域波形为高斯型,所述探测器的时域波形为重尾型。