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多角度偏振成像仪相对光谱响应定标方法
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作者 翁建文 袁银麟 +4 位作者 康晴 碧海 李健军 洪津 郑小兵 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期57-65,共9页
相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜,搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳... 相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜,搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题,在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。 展开更多
关键词 光谱 偏振成像仪 单色仪 同步测量 自动测试系统
多角度偏振探测仪的相对辐射校正方法研究
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作者 翁建文 洪津 +4 位作者 碧海 袁银麟 范慧敏 杨伟锋 乔延利 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2018年第2期141-149,共9页
相对辐射校正是实现多角度偏振探测仪全视场高精度辐射定标的关键技术之一。提出了一种高精度自动化的相对辐射校正方法,采用15×15个分视场扫描测量的方式,通过高精度大型二维转台和大口径积分球参考光源实现全视场的辐射响应测... 相对辐射校正是实现多角度偏振探测仪全视场高精度辐射定标的关键技术之一。提出了一种高精度自动化的相对辐射校正方法,采用15×15个分视场扫描测量的方式,通过高精度大型二维转台和大口径积分球参考光源实现全视场的辐射响应测量;模拟在轨工作模式,规范了数据采集流程,编写数据采集软件实现了辐射响应图像数据获取;设计数据图像拼接算法和相关的数据处理方法,完成了相对辐射校正的数据处理和精度分析。数据比对分析和精度分析结果表明相对辐射校正精度在0.5%-0.8%之内。 展开更多
关键词 相对辐射校正 辐射定标 全视场 图像拼接 精度
偏振成像仪几何定标数据处理及软件设计 被引量:3
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作者 陶菲 洪津 +3 位作者 宋茂新 李双 碧海 王羿 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第9期148-156,共9页
偏振成像仪(DPC)是获取目标多光谱、多角度、多偏振信息的航天遥感器,它的几何定标过程特殊、复杂,需要处理庞大的数据,现有人工处理方法无法满足实时得出结果的要求。通过分析DPC的实验室几何定标原理、模型和流程,对处理软件的需求... 偏振成像仪(DPC)是获取目标多光谱、多角度、多偏振信息的航天遥感器,它的几何定标过程特殊、复杂,需要处理庞大的数据,现有人工处理方法无法满足实时得出结果的要求。通过分析DPC的实验室几何定标原理、模型和流程,对处理软件的需求和设计框架进行讨论,研制了基于信息流的数据处理软件。该软件可对定标测试原始图像数据进行原始数据解包、图像数据识别、帧转移校正、去本底等预处理工作,并根据几何定标模型快速计算得到几何定标参数。与人工计算结果的对比验证了软件的有效性,一组数据计算的时间成本可由40min缩短至50s,满足了定标实验实时得出结果的需要。 展开更多
关键词 图像处理 几何定标 自动化处理软件 信息流 偏振成像仪
改进型LOG算子在偏振片绝对角度中的应用 预览 被引量:2
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作者 陈银平 碧海 +2 位作者 张毅 陈立刚 洪津 《计算机技术与发展》 2014年第5期164-167,172共5页
光学成像系统自身通常都具有一定的偏振效应,严重影响仪器偏振测量精度,而提高仪器中偏振片绝对角度精度能提高偏振定标精度,对校正光学系统自身的偏振特性具有重要的意义。对偏振片直线透光轴Raw图像高精度边缘定位和直线检测是偏... 光学成像系统自身通常都具有一定的偏振效应,严重影响仪器偏振测量精度,而提高仪器中偏振片绝对角度精度能提高偏振定标精度,对校正光学系统自身的偏振特性具有重要的意义。对偏振片直线透光轴Raw图像高精度边缘定位和直线检测是偏振片绝对角度计算的关键步骤。针对传统LOG算子各向同性及虚假边缘与边缘定位精度相矛盾的缺陷,提出改进型一阶导阈值旋转式椭圆对称LOG算子。该算子不仅保留了经典LOG算子的优点,还具有对不同角度的边缘更加有效地进行检测,在保持边缘定位精度下,减少虚假边缘的特点。在处理得到的边缘二值图像上,进行直线检测求出偏振片绝对角度,通过对比分析最小二乘法线性拟合和霍夫变换的直线检测效果,得出霍夫变换能精确计算出偏振片绝对角度。实验证明改进型LOG算子与霍夫变换相结合提高了偏振片绝对角度测量精度,对偏振定标精度具有很大的提高。 展开更多
关键词 偏振定标 绝对角度 高斯拉普拉斯算子 椭圆对称 一阶导阈值 霍夫变换
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高精度激光近炸引信阈值电路设计与应用 预览 被引量:3
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作者 姚萍萍 碧海 +2 位作者 王相京 张毅 赵平建 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1156-1161,共6页
设计了一种适合激光近炸引信的小体积新型高精度时刻鉴别电路,采用偏置开关补偿技术来抵消因电荷积累造成的过零点漂移,即依据激光回波幅度来决定偏置电压大小。分析了改进的恒比定时方法的时刻鉴别误差,并进行了详细测试,实验结果... 设计了一种适合激光近炸引信的小体积新型高精度时刻鉴别电路,采用偏置开关补偿技术来抵消因电荷积累造成的过零点漂移,即依据激光回波幅度来决定偏置电压大小。分析了改进的恒比定时方法的时刻鉴别误差,并进行了详细测试,实验结果表明:信噪比大于20时,输入信号为0.2~2.134 V,既在20.12 dB动态范围内,由输入信号幅度变化和噪声变化引起的时刻鉴别误差小于125 ps,信噪比大于60时,误差小于100 ps。最后将该时刻鉴别电路应用于整机系统中进行实际检测,激光重复频率20 kHz条件下,20 m的作用距离范围内单次定距标准偏差为1.45 cm,极大提高了激光近炸引信的定距精度。 展开更多
关键词 光电子学 激光近炸引信 时刻鉴别 恒比定时
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激光测高仪高斯回波分解算法 预览 被引量:8
6
作者 赵欣 张毅 +3 位作者 张黎明 王相京 赵平建 碧海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期 643-648,共6页
地球表面地形的复杂多样可对激光测高仪回波波形产生显著影响,造成多峰叠加形状,该波形通过经典的阈值比较或重心点等算法很难精确得到激光足印内每个反射面的海拔高度。通过高斯分解法把测高回波波形分解成一系列连续的高斯波形,通过... 地球表面地形的复杂多样可对激光测高仪回波波形产生显著影响,造成多峰叠加形状,该波形通过经典的阈值比较或重心点等算法很难精确得到激光足印内每个反射面的海拔高度。通过高斯分解法把测高回波波形分解成一系列连续的高斯波形,通过拟合得到每个高斯波形的宽度、中心点、幅度等基本参数来估计激光足印内起伏地形的不同反射面的海拔高度。将该算法应用于激光测高仪原理样机,并通过采集不同地形的多模回波数据对该算法进行了验证。 展开更多
关键词 激光测高仪 高斯分解 回波 数据拟合
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基于植被表面的激光测高仪回波波形模型化分析 预览 被引量:1
7
作者 赵欣 张毅 +3 位作者 王相京 碧海 赵平建 张黎明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 18-23,共6页
针对激光测高仪中发射的激光脉冲并不是高斯对称的,并且由于目标物的影响,使用一系列标准高斯函数的和来拟合回波脉冲并不精确,本文提出改变回波分解的取模模型,通过正确模型的选取来改善回波位置的精确度。该方法采用比高斯函数复杂的... 针对激光测高仪中发射的激光脉冲并不是高斯对称的,并且由于目标物的影响,使用一系列标准高斯函数的和来拟合回波脉冲并不精确,本文提出改变回波分解的取模模型,通过正确模型的选取来改善回波位置的精确度。该方法采用比高斯函数复杂的对数正态函数和广义高斯函数,采用LM非线性拟合算法拟合回波波形。实验结果表明,通过对植被等回波数据的拟合显示出针对不同的地形存在不同的改善效果,同时新参数的引入可获得波形的额外信息,使得对目标物表面几何形状、反射率和粗糙度等信息的解算变得更为容易。 展开更多
关键词 遥感仪器 激光测高 高斯分解 激光回波 数据拟合
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迫弹激光引信用脉冲半导体激光电源的设计与应用 预览 被引量:1
8
作者 姚萍萍 张毅 +3 位作者 碧海 王相京 赵平建 赵欣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期 1696-1700,共5页
设计了适应于迫弹激光近炸引信的小体积、低电压、窄脉宽、高功率的脉冲半导体激光电源。采用电容充放电的模式,选用高速大功率MOSFET管作为开关,设计了相应的高速开关控制电路。激光电源模块的重复频率高达50kHz,常规热电池供电电... 设计了适应于迫弹激光近炸引信的小体积、低电压、窄脉宽、高功率的脉冲半导体激光电源。采用电容充放电的模式,选用高速大功率MOSFET管作为开关,设计了相应的高速开关控制电路。激光电源模块的重复频率高达50kHz,常规热电池供电电压条件下的输出脉冲激光峰值功率为9W,光脉冲上升沿为4.2ns,光脉宽为10ns,为有效提高迫弹激光近炸引信定距精度和抗阳光、烟雾等干扰提供了保证。 展开更多
关键词 激光近炸引信 半导体激光器 驱动电路 纳秒级脉冲
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基于小光斑复合激光足印的植被属性研究
9
作者 赵欣 张毅 +1 位作者 王相京 碧海 《大气与环境光学学报》 CAS 2011年第5期377-381,共5页
用机载激光测高仪对单木树冠进行自动提取和轮廓描绘,是获取森林信息的一种快速有效的方法。机载激光测高仪可通过记录回波波形来描绘单树植被冠盖等细节信息,但由于激光足印较小,很难给出树木种群的细节尺度参数,如树的冠盖大小、... 用机载激光测高仪对单木树冠进行自动提取和轮廓描绘,是获取森林信息的一种快速有效的方法。机载激光测高仪可通过记录回波波形来描绘单树植被冠盖等细节信息,但由于激光足印较小,很难给出树木种群的细节尺度参数,如树的冠盖大小、树径等。提出把若干小激光足印复合成大激光足印的方法,并通过高斯分解算法导出植被冠层高度、植被冠层反射率和中值能量高度等大尺度参数。实验结果表明,通过把固定数量的小光斑激光足印复合成一个大光斑激光足印的方法,能反演出更多的单树外围尺度参数,为植被垂直结构分析提供更多的可靠保证。 展开更多
关键词 机载测高仪 森林测量 光斑复合 植被冠盖
星载激光测高仪大气传输延迟对测距精度的影响 预览 被引量:8
10
作者 赵欣 张毅 +1 位作者 赵平建 碧海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期 438-442,共5页
地球表层的大气折射可对激光测高仪的激光脉冲传输造成延迟,该延迟对激光飞行时间的测量精度以及地球表面三维轮廓的监测造成显著影响。因此,激光测高仪测距精度需要通过大气传播误差函数进行修正。着重讨论了激光脉冲基于天顶延迟的计... 地球表层的大气折射可对激光测高仪的激光脉冲传输造成延迟,该延迟对激光飞行时间的测量精度以及地球表面三维轮廓的监测造成显著影响。因此,激光测高仪测距精度需要通过大气传播误差函数进行修正。着重讨论了激光脉冲基于天顶延迟的计算方法和相关映射函数模型的选择,并采用NMF连分式映射函数分别对干项和湿项进行计算。结果表明,在1.064μm波长,指向角偏差不超过10°的激光测高仪系统中,干项延迟可达2.35 m,为主要误差源,湿项延迟变化从1~4 mm不等,基本可以忽略。 展开更多
关键词 激光测高 大气延迟 映射函数 天顶延迟
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基于APD的电外差技术在无合作目标激光测距中的应用 预览
11
作者 赵欣 王相金 +3 位作者 张毅 赵平建 碧海 姚萍萍 《大气与环境光学学报》 CAS 2010年第4期 311-315,共5页
在无合作目标相位式激光测距中,为了提高测程和改善信噪比,提出一种基于雪崩光电二极管的电外差测量技术。在该方法中,雪崩光电二极管通过电注入法可直接被作为混频器,它接收到的回波光信号在转换成电流信号时直接和一本振信号混频... 在无合作目标相位式激光测距中,为了提高测程和改善信噪比,提出一种基于雪崩光电二极管的电外差测量技术。在该方法中,雪崩光电二极管通过电注入法可直接被作为混频器,它接收到的回波光信号在转换成电流信号时直接和一本振信号混频产生低频信号。实验结果表明,该方法可有效改善雪崩光电二极管输出信号的信噪比,提高无合作目标相位式激光测距的测程。 展开更多
关键词 激光测距 相位式 电外差混频 雪崩光电二级管
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超前地质预测预报技术研究 预览 被引量:4
12
作者 碧海 黄兴 李克坤 《铁道建筑》 北大核心 2010年第1期 146-150,共5页
岩溶发育地区隧道施工中合理利用超前地质预报系统技术是避免施工风险的有效技术手段。以武广铁路ZQ-1标金沙洲隧道为例,详细介绍隧道施工中如何合理、经济利用超前地质预报的各种方法避免施工风险,同时最大可能减少了对施工进度影响。
关键词 超前地质预报 地质素描 地质勘察复查 高密度电法
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多波长、大工作面折-衍混杂f-θ镜头设计 预览 被引量:3
13
作者 王相京 吴金才 +4 位作者 陈结祥 张毅 碧海 赵平建 刘建国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期 79-81,95,共4页
目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm-350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,设... 目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm-350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,设计了工作于808-1064nm波段的折-衍混杂f-θ镜头,激光扫描范围为450mm×450mm。它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到120mm。该镜头结构简单紧凑,单波长工作时聚焦性能达到衍射极限、线性畸变小,能够满足现代多工作波长激光扫描系统的实际需求。 展开更多
关键词 光学设计 f-θ镜头 折-衍混杂系统 二元光学
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APDL和UIDL在主镜支撑优化中的应用 预览 被引量:2
14
作者 王相京 陈结祥 +3 位作者 张毅 碧海 赵平建 刘建国 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第11期 86-87,共2页
运用大型通用有限元分析软件ANSYS提供的APDL语言和UIDL语言对主镜进行参数化建模并提供交互界面,可以主动输入主镜几何参数和材料参数等来改变模型,并对在自重变形下的主镜背部支撑位置进行了优化分析。整个建模分析过程表明通过使用A... 运用大型通用有限元分析软件ANSYS提供的APDL语言和UIDL语言对主镜进行参数化建模并提供交互界面,可以主动输入主镜几何参数和材料参数等来改变模型,并对在自重变形下的主镜背部支撑位置进行了优化分析。整个建模分析过程表明通过使用APDL语言对主镜进行参数化建模和优化分析,可以比较不同支撑点、不同材料的主镜自重变形情况,大大提高了建模速度,极大地提高了分析效率,对相关设计人员有很好的借鉴作用。 展开更多
关键词 APDL UIDL 主镜 参数化建模 支撑优化
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基于低空成像信息的热红外成像仿真研究 被引量:1
15
作者 张冬英 洪津 +4 位作者 易维宁 方薇 碧海 杨伟锋 乔延利 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期626-629,共4页
提出了一种由低空飞行获取的以红外图像为数据源的中远红外仿真方法。首先通过大气辐射传输模型计算出测量条件下的程辐射和大气透过率,反演出地面温度,然后再由大气传输模型计算出仿真条件下的程辐射和大气透过率,并仿真卫星高度下的... 提出了一种由低空飞行获取的以红外图像为数据源的中远红外仿真方法。首先通过大气辐射传输模型计算出测量条件下的程辐射和大气透过率,反演出地面温度,然后再由大气传输模型计算出仿真条件下的程辐射和大气透过率,并仿真卫星高度下的红外图像。以飞艇为平台,并搭载中远红外成像系统进行飞行,对获取的数据进行仿真模拟。试验结果表明,这种利用大气辐射传输模型和基于低空成像信息的遥感图像仿真方法可以用于模拟相同地区相同波段范围的卫星图像。 展开更多
关键词 红外仿真 大气辐射传输 程辐射 透过率
手持式激光测距仪研究 预览 被引量:5
16
作者 张鹏飞 张毅 +1 位作者 碧海 赵欣 《微计算机信息》 2009年第5期15-16,共2页
在常见手持式激光测距仪的原理的基础上.提出采用连续发射的正弦调制的脉冲信号的方法,来提高相位式激光测距的测程。同时论述了在相位差测量中,采用多周期采样的方法来降低A/D转换采样频率,从而降低系统电路的复杂性和成本。
关键词 手持式激光测距 测程 采样
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空间主镜制备方法 预览 被引量:1
17
作者 王相京 陈结祥 +3 位作者 张毅 碧海 赵平建 刘建国 《大气与环境光学学报》 CAS 2009年第2期 81-87,共7页
介绍了用材料铝、铍、超低膨胀(ULE)石英、微晶玻璃(主要指Zerodur)、金属基复合材料(MMC)和碳化硅(SiC)等制备空间主镜的方法和过程,包括坯料的生成、粗加工,精细研磨、抛光等.对各种材料主镜的制备特点进行了总结,并展望了今后各种主... 介绍了用材料铝、铍、超低膨胀(ULE)石英、微晶玻璃(主要指Zerodur)、金属基复合材料(MMC)和碳化硅(SiC)等制备空间主镜的方法和过程,包括坯料的生成、粗加工,精细研磨、抛光等.对各种材料主镜的制备特点进行了总结,并展望了今后各种主镜材料的应用和发展趋势. 展开更多
关键词 主镜 制造 材料
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激光测高仪中基于现场可编程门阵列的高精度飞行时间测量 被引量:4
18
作者 姚萍萍 赵欣 +2 位作者 张毅 赵平建 碧海 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期752-755,共4页
设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量... 设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量和数据传输模块等。在环境温度20℃时对该测量模块进行精度测试,获得标准偏差为94.68 ps,转换成距离为1.42 cm。最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内的一般条件下可获得测高精度±50 cm。 展开更多
关键词 测量 激光测高仪 细时间测量 现场可编程门阵列 差分延时线
基于FPGA的星载激光测高仪飞行时间测量 预览 被引量:5
19
作者 姚萍萍 赵欣 +2 位作者 张毅 碧海 赵平建 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期 679-682,共4页
激光测高仪是通过测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与测量目标之间的距离,因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标。研制了在星载激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的激光飞行时间测量模块。该模... 激光测高仪是通过测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与测量目标之间的距离,因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标。研制了在星载激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的激光飞行时间测量模块。该模块采用高频计数法结合数字内插法的技术,且单片FPGA的使用提高了激光测高仪的距离分辨率、缩短了测量时间,同时大大简化了电路结构和系统体积,受外界环境干扰小,十分符合星载激光测高要求。最后通过地面检测,整个系统在500km范围内一般条件下获得±50cm的测高精度。 展开更多
关键词 激光测高仪 时间间隔测量 FPGA 距离分辨率
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激光测高仪中雪崩光电二极管的探测性能分析 预览 被引量:3
20
作者 姚萍萍 赵欣 +2 位作者 张毅 赵平建 碧海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期 628-630,634,共4页
光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态,采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出,推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系,找出虚警率、阈值和增益... 光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态,采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出,推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系,找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明,根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路,可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。 展开更多
关键词 光电子学 激光测高仪 近似算法 雪崩光电二极管 虚警率
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