CN114089366B 一种星载单光子激光雷达的水体光学参数反演方法 （山东科技大学）

一种星载单光子激光雷达的水体光学参数本发明涉及一种星载单光子激光雷达的水首先对星载单光子激光雷达在水面上方飞行并法和所获取的消除余脉冲效应后的水体后向散2S1.获取星载单光子激光雷达在水面上方飞S3.基于水体后向散射的理论模型，通过最小二乘拟合获取水体后向体散射系数与水所述有效信号为水体后向散射点云，即水体后向散射激光脉冲形成S1.3.计算水面反射点云与大气和水体后S1.4.计算平均每次激光脉冲获取点云在深度方向等间隔累计的后向散射激光脉冲点Lstart和Lend分别是研究区域内沿卫星飞行方向的起始坐标和终止坐标，Hmin和Hmax分别3单光子激光雷达系统的脉冲响应函数H(z)可以通过其激光脉冲入射至平面目标的接水体后向散射信号序列x(z)与水体参数后向散射理论函数可pp常在给定条件下为常数值或可以通过激光雷达系统参数步骤S4中的水体后向散射系数为更常用的水体光学参数，利用步骤3中得到的后向体4力与探测效率有限，而雪崩光电二极管(Geiger-modeAvalanchePhotodiode,GM-APD)和光电倍增管(PhotomultiplierTube,PMT)等单光子探测器能对单个光子的能量进行响应，决现有技术中，线性体制激光雷达的水体光学参数反演方法并不适用于单光子体制的问[0008]S3.基于水体后向散射的理论模5[0015]S1.4.计算平均每次激光脉冲获取点云高度方向间隔为Δh，在研究区域星载单光子激光雷达所获取的数据沿卫星飞行方向的总[0018]Lstart和Lend分别是研究区域内沿卫星度N(i,j)大于鉴别阈值TH的空间范围内点云都分类为水面反6pp参数通常在给定条件下为常数值或可以通过激光雷达系统参[0032]图2是星载单光子激光雷达在开阔大洋区域夜间测量获取的光子点云分布图，横[0033]图3是实施例中利用ICESat-2/ATLAS在撒哈拉沙漠区域夜间采集的点云数据计算获取的水深值zi与对应的脉冲响应函数h(zi)之间的[0035]本发明以美国ICESat-2(Ice,Cloud,andlandElevationSatellite-2)搭载全球首颗星载单光子激光雷达ATLAS(AdvanceTopographicLaserAltimeterSystem)的系统参数和所获取数据作为样例。ICESat-2/ATLAS具有6个激光波束，激光脉冲重复频率7WGS84椭球。实施例的样例数据选择ICESat-2/ATLAS单光子激光雷达在2018年12月13日晚上20:38:55(当地时间)飞越印度洋海域所[0039]S3.基于水体后向散射的理论模[0046]S1.4.计算平均每次激光脉冲获取点云[0047]单光子激光雷达在进行目标探测时，不能像传统线性体但是可以记录每个光子点云的三维坐标，图2展示了星载单光子激光雷达在开阔大洋区域达接收到的光子信号主要由大气散射激光脉冲形成的点云、水面反射激光脉冲形成的点点云高度值更低的点云对应水体后向散射激光脉冲形成的8高度方向间隔为Δh，在研究区域星载单光子激光雷达所获取的数据沿卫星飞行方向的总[0051]Lstart和Lend分别是研究区域内沿卫星度N(i,j)大于鉴别阈值TH的空间范围内点云都分类为水面反射计算平均每次激光脉冲获取点云在深度方向等间隔累计的后向散射激光脉冲点云序列yz9分层点云数量进行归一化处理得到不同深度的h(zi)比的形式定义了真实后向散射信号序列x(z)对单光子激光雷达所观测到的后向散射激光pp给定条件下为常数值或可以通过激光雷达系统参数计[0066]根据前述