基于星载激光雷达的海上云层光学厚度估计方法及装置

    公开(公告)号:CN119716795A

    公开(公告)日:2025-03-28

    申请号:CN202411513192.6

    申请日:2024-10-28

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本申请涉及激光遥感技术领域,特别涉及一种基于星载激光雷达的海上云层光学厚度估计方法及装置,方法包括:基于满足预设条件的星载激光雷达的大气传输光学模型,分别构建星载激光雷达的被动噪声模型和主动激光信号模型,进而分别确定目标云层光学厚度下的理论噪声率和理论信号光子数;利用星载激光雷达的实测光子点云数据确定每个沿轨分段的实测平均噪声率与实测平均信号光子数,并根据实测平均噪声率、实测平均信号光子数、理论噪声率和理论信号光子数确定海上云层光学厚度的估计结果。由此,解决相关技术中在不同云层厚度的反演中存在局限性,并且已有星载激光雷达信号与噪声模型没有考虑环境因素,降低了海上云层光学厚度的估计精度的问题。

    星载激光测高仪有源光斑能量探测器检测标定平台及方法

    公开(公告)号:CN110231610B

    公开(公告)日:2022-12-02

    申请号:CN201910439528.1

    申请日:2019-05-24

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种星载激光测高仪有源光斑能量探测器检测标定平台及方法,用于等效模拟不同出射激光能量、不同大气条件下的卫星激光测高仪脚点能量密度,针对星载激光测高仪的指向角误差在轨标定中在地面激光足印范围内布设的激光探测器进行检测评估;设置激光发射模块、能量调节模块、光束整形模块、能量监控模块和数据处理模块。本发明解决了星载激光测高仪地面标定激光有源探测器的检测问题,通过多种衰减片组合的方式,实现了对激光有源探测器性能指标检测的全覆盖。同时,高能量稳定性的激光光源与高精度能量计的实时能量监控,保证了探测器测量数据的真实性与可靠性,为星载激光测高仪地面标定提供了可靠性保障。

    星载激光测高仪有源光斑能量探测器检测标定平台及方法

    公开(公告)号:CN110231610A

    公开(公告)日:2019-09-13

    申请号:CN201910439528.1

    申请日:2019-05-24

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种星载激光测高仪有源光斑能量探测器检测标定平台及方法,用于等效模拟不同出射激光能量、不同大气条件下的卫星激光测高仪脚点能量密度,针对星载激光测高仪的指向角误差在轨标定中在地面激光足印范围内布设的激光探测器进行检测评估;设置激光发射模块、能量调节模块、光束整形模块、能量监控模块和数据处理模块。本发明解决了星载激光测高仪地面标定激光有源探测器的检测问题,通过多种衰减片组合的方式,实现了对激光有源探测器性能指标检测的全覆盖。同时,高能量稳定性的激光光源与高精度能量计的实时能量监控,保证了探测器测量数据的真实性与可靠性,为星载激光测高仪地面标定提供了可靠性保障。

    一种全链路的光子计数激光测高仪点云的生成方法

    公开(公告)号:CN111007529A

    公开(公告)日:2020-04-14

    申请号:CN201911189868.X

    申请日:2019-11-28

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种全链路的光子计数激光测高仪点云的生成方法,建立了包含星载激光测高仪测高过程中的地面光斑坐标解算、大气折射偏移修正、目标几何和辐射特性、探测器响应等的全链路仿真模型,结合卫星平台参数,激光测高仪系统参数,环境参数,目标特性参数,仿真生成高精度的单光子点云。该激光测高仪点云的生成方法可以准确地调整各项系统参数,环境参数,具有快速,易于模拟各种情况,且扩展性好的优点。可以以ICESat-2系统参数为输入,仿真探测随机生成的地形表面,生成了高质量光子点云。

    一种全链路的光子计数激光测高仪点云的生成方法

    公开(公告)号:CN111007529B

    公开(公告)日:2021-09-14

    申请号:CN201911189868.X

    申请日:2019-11-28

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种全链路的光子计数激光测高仪点云的生成方法,建立了包含星载激光测高仪测高过程中的地面光斑坐标解算、大气折射偏移修正、目标几何和辐射特性、探测器响应等的全链路仿真模型,结合卫星平台参数,激光测高仪系统参数,环境参数,目标特性参数,仿真生成高精度的单光子点云。该激光测高仪点云的生成方法可以准确地调整各项系统参数,环境参数,具有快速,易于模拟各种情况,且扩展性好的优点。可以以ICESat‑2系统参数为输入,仿真探测随机生成的地形表面,生成了高质量光子点云。

    基于水底信号的水体漫射衰减系数反演方法、系统、装置及存储介质

    公开(公告)号:CN119310545A

    公开(公告)日:2025-01-14

    申请号:CN202411496955.0

    申请日:2024-10-25

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于水底信号的水体漫射衰减系数反演方法、系统、装置及存储介质,属于激光遥感技术领域。方法包括获取激光雷达参数数据、目标水域的激光雷达实测点云数据及目标水域环境数据;根据激光雷达实测点云数据提取水底测深点;基于水底测深点,计算水底光子计数率;通过对水底测深点进行水深误差修正,计算有效水深和修正后的水底测深点与光束方向夹角;基于激光雷达参数数据、目标水域环境数据、水底光子计数率、有效水深及修正后的水底测深点与光束方向夹角构建水底信号模型,并通过水底信号模型计算水体漫射衰减系数。本发明通过水底测深点计算水体漫射衰减系数,具有较强的抗噪能力,利于提高近岸水域水质的监测精度。

    一种星载单光子激光雷达点云数据提取分类方法及系统

    公开(公告)号:CN118072087A

    公开(公告)日:2024-05-24

    申请号:CN202410205626.X

    申请日:2024-02-26

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提出了一种星载单光子激光雷达点云数据提取分类方法及系统。单光子激光雷达点云数据点云粗分类,将原始点云光子事件区分为信号光子区域和噪声光子区域,并将信号光子区域内光子区分为水域光子和陆地光子;单光子激光雷达点云数据点云精分类,结合信号光子区域和噪声光子区域,根据点云密度分布特点和点云所带的经纬度标签,确定信号光子区域内信号光子;根据信号光子点云标签和信号光子点云高程分布直方图,将信号点云区分为水面光子、水底光子、陆表光子和地表覆盖物光子;对水底光子进行精确提取,得到水底光子轮廓线。本发明对海岸带复杂地形光子点云进行无先验数据的信号点云提取与分类,实现了海岸带信号光子的快速提取和有效分类。

    星载单光子激光雷达海洋区域噪声估计方法及系统

    公开(公告)号:CN116719049A

    公开(公告)日:2023-09-08

    申请号:CN202310595963.X

    申请日:2023-05-25

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明提供星载单光子激光雷达海洋区域噪声估计方法及系统,方法包括:步骤1,计算大气瑞利散射噪声fr;步骤2,计算大气气溶胶散射噪声fa;步骤3,计算水面反射噪声;步骤4,计算水面以下的水体反射噪声;步骤5,基于步骤1~4计算激光雷达总噪声。本发明综合考虑大气瑞利散射、气溶胶散射、水面白沫反射、镜面反射以及水体反射噪声的贡献,对噪声进行精确建模,将大气详细分解为瑞利散射和气溶胶散射两部分并提出了相应噪声公式,进而估计激光雷达系统或已发射卫星的噪声大小,可以极大提升精度,科学、可靠地辅助激光雷达系统参数的设计优化,对于分析系统参数及环境参数对噪声大小的影响及后续单光子激光雷达卫星的设计有重要意义。

    一种利用机载激光雷达海面点云反演水深的方法

    公开(公告)号:CN116449388A

    公开(公告)日:2023-07-18

    申请号:CN202310261516.0

    申请日:2023-03-17

    Applicant: 武汉大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用机载激光雷达海面点云反演水深的方法。该方法对机载激光雷达所获取的原始点云数据进行预处理,提取海洋表面信号点云;对海洋表面信号点云进行二维傅里叶变换,提取出海面不同位置的波浪波长及波向信息;基于线性波理论建立海面波浪波长、周期与水深的关系,通过深水区域的波浪特征估计波浪周期;利用追踪到的近岸波浪波长及波向信息,通过频散关系计算出近岸水域的水深结果。由于激光能量会被浑浊水体迅速衰减,传统激光测深雷达无法在浑水区域直接探测到水底信号,本发明通过机载激光雷达获取的海洋表面点云数据,计算海面波浪参数进而反演水深,不受水质影响,能够有效填补浑浊水体区域的水下地形数据空白。

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