基于EMD改进的Mie散射激光雷达降噪方法

摘要

利用Mie散射激光雷达资料和经验模态分解(EMD)方法,从本征模函数分量(IMF)和被剔除部分的物理意义出发,分析了激光雷达信号重构过程,提出用中心尺度和低频比例作为激光雷达信号重构时剔除高频IMF的标准.中心尺度表征每个IMF中信号主要尺度,随IMF呈增大趋势;低频比例表征被剔除信号中低频信号的相对大小,随高频IMF剔除的增多而逐渐增大.晴空资料的临界中心尺度和临界低频比例分别为0.424和0.288,中、高云的分别为0.480和0.536.晴空个例首选中心尺度而中、高云个例首选低频比例作为IMFs剔除的判断标准.近地面重污染和沙尘天气状况下,剔除IMFs时需要保留3km以下的部分,只能用低频比例作为IMF的剔除标准.激光雷达一般不能穿透低云,这种天气状况下信号降噪意义不大.