| 题名 | 合成孔径激光雷达成像算法与实验研究 |
| 作者 | 张琨锋 |
| 答辩日期 | 2012-05-30 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 胡以华 ; 洪光烈 |
| 关键词 | 合成孔径激光雷达 脉冲压缩 相位梯度自聚焦 实验系统 二维成像 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 传统光学成像系统及常规激光雷达的分辨率被孔径衍射限所约束，为了解决此弊端，本文对合成孔径激光雷达进行了实验和算法研究。合成孔径激光雷达工作在光学波段上，相比合成孔径雷达，分辨率更高（厘米级或更高），成像时间更少，图像更符合人眼习惯。其在距离向上通过发射大时宽-带宽积的信号（如线性调频信号），对目标回波进行脉冲压缩得到距离向的高分辨率；方位向上基于合成孔径原理，平台与目标之间有相对运动，将发射孔径在空间上合成出一个虚拟大孔径，获得方位向的高分辨率。从合成孔径雷达到合成孔径激光雷达，发射信号由微波脉冲变成激光脉冲，波长从厘米级锐减到微米级。光波波段的信号给合成孔径激光雷达带来许多技术难题，加之其信号处理本身的复杂性，要实现应用，必须深入研究原理和成像算法，开发出合适的二维成像系统。 本文利用1.5μm波段的可调谐激光器获得具有THz量级带宽的发射脉冲，在单一相干目标通道的基础上，引入了具有固定延时的参考通道和同步通道，构建了三通道的合成孔径激光雷达实验系统。深入研究了距离-多普勒算法、相位梯度自聚焦算法以及用于补偿目标通道（脉冲内部）存在的非线性调频相位误差的信号处理方法。基于matlab编程，完成了对所采集的三通道数据的距离向和方位向处理，得到了聚焦的二维图像。实验结果证明，本系统取得了目标的二维成像，距离分辨率在200μm左右，接近理论值120μm，方位向分辨率优于2mm，且不苛求目标通道和参考通道的延时匹配。最后提出了可远距离成像应用的系统，并分析了与成像算法有关的机载应用参数。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5484]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张琨锋. 合成孔径激光雷达成像算法与实验研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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