一种双视场激光雷达信号处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108089172A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711492191.8(22)申请日2017.12.30(71)申请人无锡中科光电技术有限公司地址214135江苏省无锡市新区菱湖大道200号C座申请人中国科学院合肥物质科学研究院(72)发明人王界高洁张天舒刘文清王中昆李岭刘胜利(51)Int.Cl.G01S7/48(2006.01)G01S17/95(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种双视场激光雷达信号处理方法(57)摘要本发明公开了一种双视场激光雷达信号处理方法，包括以下步骤：对双视场的原始信号进行距离平方校准；通过计算窗口数据的Pearson相关系数来确认是否进行拼接；通过动态改变拼接窗口位置和窗口长度确定拼接位置；根据上述的拼接位置计算拼接系数；对双视场信号按上述系数进行动态拼接处理，得到拼接后信号。本发明具有探测范围大、盲区小等优点。CN108089172ACN108089172A权利要求书1/1页1.一种双视场激光雷达信号处理方法，其特征在于：所述双视场激光雷达信号处理方法包括以下步骤：(A1)利用激光雷达获得远场光路原始信号PB(z)、近场光路原始信号PS(z)；(A2)根据原始信号基线获取背景噪声，进而在原始信号基础上扣除背景噪声，得到双视场光路对应的有效信号，分别记录为EB(z)，ES(z)；2(A3)对双视场光路对应的有效信号进行距离平方校正，即PRRB(z)＝EB(z)·z,PRRs(z)2＝Es(z)·z；(A4)根据远场光路对应的距离平方校正信号PRRB(z)，设置拼接的默认高度区间，起始高度为Hstart，结束高度为Hend，预设选取拼接点的数据窗口长度W，预设窗口初始位置为Hstart；(A5)从窗口初始位置开始，在PRRB(z)与PRRs(z)的对应位置选取长度为W的数据；对两组数据计算Pearson相关系数，若Pearson相关系数大于阈值，则窗口所在高度即为拼接点ZR，并执行步骤(A6)；否则，则执行步骤(A7)；(A6)将窗口内的数据，利用最小二乘法将近场光路PRRs(ZR)拟合到达望远镜PRRB(ZR)，得到拼接系数后，将该拼接系数应用于该窗口位置之前的PRRs，z<ZR，得到PRR′S，并用该部分数据替换PRRB，z<ZR，得到最终的PRR；(A7)判断窗口位置是越界，若否，则将窗口位置向Hend方向移动，并返回步骤(A5)；是则执行步骤(A8)；(A8)减小窗口长度，并判断当前窗口长度是否有效；若是，则将窗口位置恢复为初始位置，并返回步骤(A5)；否则，将拼接点设置为初始位置，并执行步骤(A6)。2.根据权利要求1所述的双视场激光雷达信号处理方法，其特征在于：所述阈值为0.9。3.根据权利要求1所述的双视场激光雷达信号处理方法，其特征在于：所述拼接系数的获得方式为：利用最小二乘法将近场光路PRRs(ZR)与远场光路PRRB(ZR)按公式PRRB(ZR)＝a*PRRs(ZR)+b进行拟合，得到拼接系数a与b。4.根据权利要求3所述的双视场激光雷达信号处理方法，其特征在于：将所述拼接系数应用于该窗口位置之前的PRRs，z<ZR，得到PRR′S＝a*PRRs+b。5.根据权利要求1所述的双视场激光雷达信号处理方法，其特征在于：所述激光雷达是米散射激光雷达。2CN108089172A说明书1/3页一种双视场激光雷达信号处理方法技术领域[0001]本发明属于激光雷达，具体地说涉及一种双视场激光雷达信号处理方法。背景技术[0002]激光雷达是探测大气颗粒物和云层时空分布研究领域的重要技术手段，其探测的资料对于研究气溶胶的垂直分布、迁移和扩散过程、云层结构、大气边界层及其时空演变特征都有着重要的意义。[0003]在目前的颗粒物监测中，最成熟也是应用最广泛的是米散射激光雷达。利用美国标准大气对激光雷达米散射回波信号进行反演，即可获得当地当时的消光系数的高度廓线，用以进行相关研究。但仅有远视场探测模块时，信号的盲区较大，会使近地面部分较多的数据失实；而只采用近视场光路进行探测时，探测的有效高度较低，无法获取较大动态范围的数据。发明内容[0004]为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种双视场激光雷达处理方法，获取探测范围大、盲区小的拼接信号，有效地提高了激光雷达在近地面的数据质量。[0005]本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：[0006]一种双视场激光雷达信号处理方法，所述双视场激光雷达信号处理方法包括以下步骤：[0007](A1)利用激光雷达获得远场光路原始信号PB(z)、近场光路原始信号PS(z)；[0008](A2)根据原始信号基线获取背景噪声