书书书
第
32
卷
第
11
期
光
学
学
报
Vol.32
,
No.11
2012
年
11
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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2012
脉冲串互相关方法在远程激光测距中的应用
倪旭翔
胡
凯
(浙江大学现代仪器国家重点实验室,浙江 杭州
310027
)
摘要
基于单脉冲激光测距在远程激光测距中的局限性,提出了一种基于发射脉冲串与回波脉冲串互相关的信号
处理方法。该方法将多个激光发射脉冲和回波脉冲作为一次连续信号同时数 字 化,然后进行互相关处理。采用激
光强度与发射间隔可调的激光系统来模拟不同反射强 度、不 同 距 离 的 测 距 回 波 信 号;通 过 处 理 不 同 信 噪 比 的 回 波
信号,来探究本方法对于回波信号信噪比的提升能 力 以 及 对 于 尖 峰 噪 声 的 抑 制 能 力。实 验 结 果 表 明,该 方 法 能 够
有效提高回波信号的信噪比,信噪比为
0.11
的弱回波信号经过处理后信噪比被提升到
5.92
,从而扩展了 激 光 测 距
系统的测程,有效降低了探测系统的探测虚警率,提高了远程激光测距系统的弱回波探测能力。
关键词
测量;信号处理;远程激光测距;脉冲串;互相关
中图分类号
TN247
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛201232.1112005
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犗犆犐犛犮狅犱犲狊
040.5160
;
140.3538
;
280.3400
收稿日期:
20120514
;收到修改稿日期:
20120608
基金项目:国家
973
计划(
2009CB72400204
)资助课题。
作者简介:倪旭翔(
1970
—),男,副教授,硕士生导师,主要从事激光应用和光电检测等方面的研究。
Email
:
xuxian
g
@
z
j
u.edu.cn
通信联系人。
Email
:
beowulfhu
@
126.com
1
引
言
脉冲式激光测距技术因其快速、无合作目标、测
程远等优点被广泛 应 用于 军 事领 域,尤其 在 侦察 和
火控系统中应用最普遍
[
1
]
。而目前实际应用中多采
用单脉冲激光测距 技 术,但 该 技术 受 单脉 冲 能量 的
限制,使远距离探测存在回波信噪比差、探测虚警率
高等问题
[
2
,
3
]
。国内外 许多 学 者针 对 远距 离 激光 测
距提出了多 脉 冲 的 方 法,如
Thiel
等
[
4
]
通 过 仿 真 实
验比较了多脉冲互相关方法与传统定比门限法的测
距精度
;
Jutzi
等
[
5
]
采用不同的 物体模 型仿真 不同表
面的测距回波,由此 探 究多 脉 冲互 相 关方 法 对于 不
同表 面测距 回波的 探测能 力
;章正宇 等
[
6
]
对三回 波
脉冲互相关 方 法 的 信 噪 比 提 升 能 力 进 行 了 仿 真 研
究;钟 声远等
[
7
]
对脉冲 串回波 互相关 方法的 探测灵
敏度进行了研究。
本文对远距离探测中多脉冲回波互相关方法进
行了深入研究,提出 了 一种 全 新的 基 于多 个 发射 脉
冲与回波脉冲互相 关 的多 脉 冲互 相 关方 法,将多 个
短间隔发射脉冲与回波脉冲作为一次连续信号同时
接收后进行互相关处理。在理论研究基础上进行了
仿真实验,并根据实 验 结果 对 该方 法 对于 信 噪比 和
探测能力的提高进行了分析。
11120051