单光子模式激光测高探测概率模型与精度分析

被引：21

作者：

黄科

李松

马跃

周辉

易洪

史光远

机构：

[1] 武汉大学光电子信息学院

来源：

中国激光 | 2016年 / 43卷 / 11期

关键词：

遥感; 激光测距; 测距精度; 蒙特卡罗方法; 单光子; 泊松分布;

D O I：

暂无

中图分类号：

TN958.98 [光学定位雷达、激光雷达];

学科分类号：

080904 ; 0810 ; 081001 ; 081002 ; 081105 ; 0825 ;

摘要：

单光子模式激光测高仪具有灵敏度高、重复频率高、重量轻、体积小等诸多优势,其代表着新一代天基激光雷达的未来发展趋势。对常见的高斯回波波形,基于激光雷达方程、单光子探测器统计特性,建立了单光子回波探测概率模型,基于该模型进一步推导了测距误差的量化关系式,并利用蒙特卡罗方法对所建模型进行了仿真验证。理论分析和仿真计算表明:回波脉宽越窄,测距的系统误差和随机误差越小;回波强度越大,测距的随机误差减小,但系统误差增大。以均方根脉宽为1.5ns的高斯回波为例,忽略噪声影响,当平均信号光子数为1时,单次测距系统误差约6cm,随机误差约22cm。

引用

页码：235 / 240

页数：6

共 6 条

[1] 激光雷达的测距特性及其测距精度研究 [J].

姜海娇 ;

来建成 ;

王春勇 ;

李振华 .

中国激光, 2011, 38 (05) :234-240

[2] 激光脉冲强度对于盖革模式单光子探测测距精度影响的理论研究 [J].

王飞 ;

赵远 ;

张宇 ;

孙秀冬 .

光学学报, 2010, 30 (10) :2771-2775

[3]

Applicability of an automatic surface detection approach to micro-pulse photon-counting lidar altimetry data: implications for canopy height retrieval from future ICESat-2 data[J] . Mahsa S. Moussavi,Waleed Abdalati,Ted Scambos,Amy Neuenschwander.International Journal of Remote Sensing . 2014 (13)

[4] Profiling Sea Ice with a Multiple Altimeter Beam Experimental Lidar (MABEL) [J].

Kwok, R. ;

Markus, T. ;

Morison, J. ;

Palm, S. P. ;

Neumann, T. A. ;

Brunt, K. M. ;

Cook, W. B. ;

Hancock, D. W. ;

Cunningham, G. F. .

JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND OCEANIC TECHNOLOGY, 2014, 31 (05) :1151-1168

[5]

Reduction of range walk error in direct detection laser radar using a Geiger mode avalanche photodiode[J] . Min Seok Oh,Hong Jin Kong,Tae Hoon Kim,Keun Ho Hong,Byung Wook Kim.Optics Communications . 2009 (2)

[6]

Photon-counting multikilohertz microlaser altimeters for airborne and spaceborne topographic measurements[J] . John J. Degnan.Journal of Geodynamics . 2002 (3)

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