基于伪随机码相位调制和外差探测技术的激光测距测速系统研究

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与传统微波雷达相比，激光雷达系统具有高方向性，强抗干扰能力，高测量精度、高的空间分辨率及垂直分辨等优点，目前已广泛应用于三维成像、深空探测和自主安全着陆等领域。激光高度计就是其中的典型应用。目前已发射的所有星载激光高度计载荷中，均采用了脉冲飞行时间测量法。该方法的优势是结构简单、技术成熟；不足之处在于远距离模式下激光器工作在高峰值功率、低重复频率状态下，从而导致空间分辨率较低。除进一步提高传统脉冲测距能力外，一些新的测距方案相继推出。本论文在此技术背景下展开，并且在激光测距的基础上融合了激光测速技术，使得应用范围进一步扩大。主要的研究工作包含以下几个部分： 1：利用matlab对基于伪随机码相位调制和相干探测技术的激光测距测速方法进行了原理模拟仿真。仿真结果表明该技术方案通过高速伪随机码调制使得系统在宽脉宽状态也能获取高距离分辨率；相干探测体制提高了系统灵敏度；多普勒频移的提取可获取高精度目标速度信息。即从仿真上论证了该技术方案的可行性和优越性。 2：基于以上测量机制，搭建了自由空间实验验证系统。详细验证了系统在不同距离、脉冲宽度、本振强度、实验环境、以及不同目标种类、不同速度等情况下的系统实验性能。从实际实验中总结了系统性能和以上参数的关系。即从实验中论证了该方案的可行性。 3：根据激光雷达方程将系统实验参数反推至星载条件，并和采用巨脉冲飞行时间法的典型代表GLAS进行了参数对比，对比结果从实验角度论证了该技术方案的先进性本论文的研究工作为基于伪随机码相位调制和外差探测的激光测距测速系统积累了初步的实验数据以及一定的经验，为未来远距离高精度的激光测距测速系统储备了一条新途径。

著录项

作者
邱子胜;
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作者单位

东华大学;

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授予单位东华大学;
学科光学工程
授予学位硕士
导师姓名杨馥;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
伪随机码; 相位调制; 探测技术; 激光测距; 测速;

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