宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀)

摘要：

由于受激光脉冲宽度的限制,传统激光雷达无法实现几十厘米的浅水层测量.设计了一个双Gm-APD光子计数偏振激光雷达系统,采用宽脉冲获取薄浅水层的高精度距离像.浅水层的表面光滑,能够保偏;底面粗糙,将发生退偏.根据该偏振现象,通过发射水平线偏振光,接收系统中采用一个偏振分光棱镜将前后表面信号光分离,然后分别被两个Gm-APD探测.该系统不受信号光的脉冲宽度限制,并充分利用Gm-APD的死时间机制,针对超薄浅水层实现三维深度测量.利用基于穆勒矩阵和斯托克斯参量表示的偏振传输原理,理论分析了双Gm-APD偏振激光雷达的分光原理.采用信号复原质心算法抑制距离漂移误差获取高精度距离信息.对于深度从4.5cm变化到8 cm渐变的薄浅水层,底面覆盖了黑、白沙子,探测距离为5m,在实验上采用6 ns激光脉冲获取了薄浅水层的高精度距离像,测距精度为0.8 cm,有效验证了方案的可行性.该方案能够为机载海洋测绘激光雷达的浅水层测量提供一定借鉴.

关键词：激光雷达、光子计数、距离像、偏振、距离漂移误差

所属期刊栏目：50

分类号：TN958.98

资助基金：浙江省自然科学基金青年科学基金;浙江省教育厅一般项目;浙江省自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省重点研发计划项目

在线出版日期：2021-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：53-62