噪声对星载激光测高仪测距误差的影响

摘要：

噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素。根据星载激光测高仪接收脉冲回波和噪声的分布特点，推导出接收脉冲回波信号时间重心的方差的理论表达形式，建立了噪声对激光测距误差的影响模型。基于激光测距误差最小化的原则，提出了一种星载激光测高仪低通滤波器的优化设计方法。以Geosicence Laser Altimeter System(GLAS)激光测高仪基本测量参数为输入条件，仿真分析了激光测距误差和低通滤波器均方根脉宽的优化结果的分布规律。对于倾斜度为0o~40o且粗糙度为0~15 m范围内的目标而言，噪声所导致的激光测距误差范围为0.28~32.49 cm，相应地，低通滤波器均方根脉宽优化值的范围为1.4~57.4 ns。针对倾斜度在1o范围内的目标，解算得到GLAS星载激光测高仪低通滤波器均方根脉宽为2.2 ns，这与其实际公布的2 ns很接近。同时，低通滤波器的优化结果所对应的激光测距误差发生大幅减小，其最大值减小至10.93 cm，减小幅度接近3倍。结果表明，噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素，合理设计低通滤波器的参数可以消除其部分影响，这对于星载激光测高仪的硬件设计和性能评估具有一定实际应用价值。

关键词：星载激光测高仪、接收脉冲回波信号、噪声、测距误差、低通滤波器

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：基础测绘科技计划；测绘地理信息公益性行业专项201412007；上海航天科技创新基金项目SAST201422

在线出版日期：2015-09-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2256-2261