蓝绿激光雷达海洋探测PDF电子书下载

目录 1

第一章　概论 1

1.1　历史和背景 1

1.2　研究发展概况 4

1.2.1　初始阶段 4

1.2.2　发展阶段 5

1.2.3 实用试验阶段 7

参考文献 10

1.3　机载激光雷达海洋探测简介 10

第二章　激光束通过大气以及大气—海水界面的传输特性 13

2.1　激光束在大气中的传输 13

2.1.1 大气物理 13

2.1.2　光束的大气传输特性 14

2.2　激光束在大气—海水界面的传输 27

2.2.1 海面泡沫反射率 27

2.2.2　激光束通过风浪海面的光学特性 28

参考文献 34

3.1.1 海水成分与光学特性 36

3.1　海水的光学性质 36

第三章　激光束在水中的传输特性及理论模型 36

3.1.2　海水光学参数的基本定义 39

3.2　海水的光衰减特性 41

3.2.1　海水的吸收光谱 41

3.2.2　海水的光散射 44

3.2.3　光在海水中的衰减 48

3.3　海水中激光束传输特性 51

3.3.1　准直光束在海水中的传输 51

3.3.2　准直光束在海水中传输的唯像理论模型 52

3.4　太阳光在水下的传输特性 56

3.4.1 太阳光的辐射频谱及强度 56

3.4.2 太阳和天空背景光辐射水下传输 58

参考文献 60

第四章　海洋探测机载激光雷达方程 62

4.1　机载激光测深唯像雷达方程 62

4.1.1　激光束从海面到海底的传输过程 63

4.1.2　水下有限尺寸光源距离定律 64

4.1.3　机载激光测深唯像雷达方程的建立 65

4.2.1　海水后向散射 67

4.2　海水后向散射激光雷达方程 67

4.2.2　海水后向散射激光雷达方程 68

4.3　含鱼群因素机载激光雷达瞬态辐射转移方程 70

4.3.1　辐射转移方程表达式 71

4.3.2　求解辐射转移方程 74

4.3.3　海水和鱼群对探测信号的影响 76

4.4含　水下小目标回波模型机载激光雷达探测理论分析 79

4.4.1　机载激光雷达系统的波形模型 80

4.4.2　海底回波信号模型 85

参考文献 91

第五章　激光雷达海洋探测系统及参数计算 93

5.1　激光雷达海洋探测系统 93

5.1.1　机载激光雷达海洋探测系统 93

5.1.2　无线电雷达辅助激光雷达海洋探测系统 97

5.2　激光雷达截面和接收机信噪比 100

5.2.1 激光雷达截面（LRCS） 100

5.2.2 接收机信噪比（SNR） 101

5.3　激光雷达海洋探测系统参数计算 103

5.3.1 系统设计考虑因素 103

5.3.2　系统内参数 105

5.3.3 系统外参数 113

5.4　世界各国典型系统的参数比较 121

参考文献 127

第六章　机载蓝绿激光器 128

6.1　激光器的选择 128

6.1.1　激光波长 128

6.1.2　激光功率 129

6.1.3　具体基本要求 129

6.2.1　铜蒸气激光器 130

6.2　性能及特性 130

6.2.2 高脉冲能量染料激光器 131

6.2.3　HgBr准分子激光器 132

6.2.4　XeCl准分子激光拉曼频移器件 132

6.2.5　其他蓝绿光器件 133

6.2.6　调QNd∶YAG倍频激光器 134

6.3　比较与选择 134

6.4　机载蓝绿激光器基本方案 138

6.4.1　调Q方式的比较 139

6.5.1　光学谐振腔优化设计 142

6.4.2　选择电光调Q方式 142

6.5　电光调Q Nd∶YAG倍频激光器 142

6.5.2　高效晶体倍频 147

6.5.3　高性能泵浦源 148

参考文献 155

第七章　信号探测与信号处理 156

7.1　信号探测方式 156

7.1.1　探测方式的选取 156

7.1.2　探测器件的选取 157

7.1.3　激光信号的探测 159

7.2　光电倍增管变增益探测方法 165

7.2.1　PMT变增益控制工作原理 166

7.2.2　光电倍增管增益控制特性 167

7.2.3　PMT变增益探测方法应用 169

7.3　大动态范围激光回波信号的偏振检测方法 170

7.3.1　偏振检测方法 170

7.3.2　偏振检测实验 171

7.4 窄带干涉滤波器与YAG调Q倍频激光器的匹配 174

7.4.1 中心波长和线宽 175

7.4.2　干涉滤波器的特性 176

7.4.3　与激光波长的匹配 180

参考文献 184

第八章　光学发射与接收系统 186

8.1　概述 186

8.1.1 国外海洋探测激光雷达光学系统简介 186

8.1.2　光学系统在激光雷达中的功能 189

8.1.3　光学系统总体设计方案 189

8.2　光扫描系统 193

8.2.1　矩形扫描器 194

8.2.2 卵形螺旋线扫描机构 196

8.2.3　位置编码系统 199

8.3　激光发射系统 201

8.3.1 可变倍激光准直扩束系统设计 202

8.3.2　高斯光束的变视场发射系统 206

8.4　光接收系统 211

8.4.1 蓝绿光（GR）接收系统的分类 211

8.4.2　光接收物镜 213

参考文献 217

9.1　激光水下成像技术 218

第九章　水下激光成像探测 218

9.2.1　激光扫描水下成像技术 219

9.2.2　激光扫描水下成像系统的MTF分析 219

9.2　激光扫描水下成像 219

9.2.3　激光扫描水下成像系统成像距离分析 224

9.2.4　激光扫描水下成像系统结构 226

9.2.5　激光扫描水下成像 227

9.3　距离选通的激光水下成像 229

9.3.1　距离选通成像技术 229

9.3.2　距离选通成像系统的调制传递函数 230

9.3.3　距离选通成像系统的成像距离分析 231

9.3.4　距离选通成像系统及实验 236

9.4　高分辨率三维水下成像系统 242

9.4.1 引言 242

9.4.2　条纹管成像技术 243

9.4.3　三维激光水下成像 244

9.5.1 引言 245

9.5.2　基本原理 245

9.5　水下物体的偏振成像识别技术 245

9.5.3　成像识别系统 247

9.5.4　水下物体偏振成像识别 247

参考文献 249

第十章　蓝绿激光雷达海洋探测 252

10.1　海底地貌测绘及海洋深度探测 252

10.1.1 澳大利亚LADS系统对海底地貌测绘 252

10.1.2 美国SHOALS系统探测和水下成像探测 259

10.1.3 瑞典FLASH和Hawk Eyc系统测深 264

10.1.4 中国CALYT系统测深 265

10.2　水下目标探测 272

10.2.1　水下军事目标探测 272

10.2.2　鱼群的探测 278

10.2.3　探测暗礁和海难勘查 283

10.3　其他海洋探测 285

10.3.1　探测海洋水下资源 285

10.3.2　探测海洋浮游生物 286

参考文献 287

内容简介 289