双基地激光雷达系统同步方法研究

摘要

激光雷达的应用十分广泛，涉及到多个学科领域，在军事和民用领域具有重要的应用价值。本文研究了双基地激光雷达系统的同步方法相关问题。基于单双基激光雷达方程，预测了系统的探测距离；分析了系统的信噪比及系统的背景噪声对系统的影响；对双基地激光雷达系统的时间同步问题进行了研究，分析了各种时间信号传递方法的精度及其误差校正手段，采用有线通信的方法，给出了一种利用单片机作为外部触发源控制激光器出射信号，满足双基地激光雷达高频高精度的时间同步要求的同步方法；利用单双基激光雷达原理实验系统对系统时间同步性能进行了实验测量，验证了双基地激光雷达有线传输时间同步方案的可行性，给出系统的测距精度；最后，应用原理实验系统系统的测试了各种背景光下的噪声，确定了最小可探测信号，为接收站系统及空间同步设计提供了必要的基础参数。

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第一章绪论

1.1双基地激光雷达概述

1.2国内外研究现状

1.2.1激光雷达国内外研究现状

1.2.2双(多)基地雷达的国内外研究现状

1.2.3国内外双基地激光雷达系统研究现状

1.3本文的研究内容及结构安排

第二章双基地激光雷达基本理论

2.1双基地雷达系统理论

2.1.1双基地雷达的定义

2.1.2双基地雷达的分类

2.1.3双基地雷达的结构

2.2单、双站激光雷达探测距离分析

2.2.1单站激光雷达方程推导

2.2.2双站激光雷达方程推导

2.3双站激光雷达系统信噪比研究

2.3.1系统信噪比分析

2.3.2接收视场角与背景噪声关系

2.3.3系统探测范围的预测

2.4双基地激光雷达的同步问题分析

2.4.1双基地雷达的空间同步

2.4.2双基地雷达的时间同步

2.5小结

第三章时间、频率信号传递技术

3.1无线电信号

3.1.1短波时号

3.1.2长波时号

3.1.3利用广播电视信号

3.1.4卫星定时

3.2有线通信

3.3利用搬运钟

3.4常用时间信号传递方法的比较

3.5小结

第四章双基地激光雷达时间同步系统设计

4.1时间统一系统构成

4.1.1标准化时统设备

4.1.2时统设备的配置选择

4.2有线通信系统的工作原理及误差分析

4.2.1相关方式测有线通信传输时延

4.2.2非相关方式测有线通信传输时延

4.2.3有线通信误差分析

4.3有线通信方案的优点

4.4时间同步方案

4.4.1同步系统总体框图

4.4.2同步系统各部分功能及其工作原理

4.5小结

第五章系统实验测试分析

5.1双基地激光雷达原理系统介绍

5.2双基地激光雷达原理系统测试

5.3时间同步系统测试

5.3.1室内时间同步系统测试

5.3.2室外时间同步系统测试

5.4双基地激光雷达原理系统参量初步测量

5.4.1噪声测试

5.4.2系统最小可探测信号测试

5.5本章小结

第六章结论

致谢

参考文献

研究成果