| 【中文题名】 | 机载海洋激光荧光雷达软硬件设计与飞行实验 |
| 【英文题名】 | The System Design and Experiments of the Airborne Fluorescence Ocean Lidar |
| 【学科专业】 | 计算机技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-26 |
| 【中关键词】 | 机载海洋激光荧光雷达,软硬件设计,计算机工程,,, |
| 【英关键词】 | airborne lidar for fluorescence,software and hardware design,computer engineering, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>雷达>雷达：按用途分>> |
| 【论文摘要】 | 机载海洋激光荧光雷达是遥感领域的一项前沿技术,具有高效、实时、测量准确等优点。随着激光雷达技术的完善和它日益广阔的应用前景,2001年,中国海洋大学海洋遥感研究所承担了国家863资源与环境技术领域的“机载海洋激光雷达海洋环境监测技术”课题,开始研制用于测量海表层叶绿素浓度的机载海洋激光荧光雷达。2003年11月,机载海洋激光荧光雷达系统安装在国家海洋局北海分局的中国海监B-3807飞机上,成功的进行了首次飞行实验。
本论文围绕此课题展开讨论,分为四部分:第一部分为基本原理与发展综述,介绍了机载海洋激光雷达的基本测量原理、应用、国内外海洋激光雷达的发展、现状以及未来的发展趋势;第二部分为机载海洋激光荧光雷达系统硬件设计与实现;第三部分为海洋激光荧光雷达系统软件设计与实现;第四部分为实验以及实验结果的分析和讨论,最后是总结。
第一部分首先简述海洋激光雷达测量海表层叶绿素a浓度的原理,然后介绍了机载海洋激光雷达在浅海地形测量、海洋生态环境监测和海色卫星印证领域的应用,最后介绍国内外海洋激光雷达的发展和现状,国外发达国家的机载海洋激光雷达已经比较成熟,然而国内的机载系统还刚起步,相对于海洋环境... |
| 【论文题纲】 |
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0 前言 |
9-10 |
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1 海洋激光雷达基本原理与发展综述 |
10-22 |
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1．1 海洋激光雷达基本原理 |
10-14 |
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1．1．1 海洋探测的激光雷达方程 |
10-11 |
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1．1．2 海洋激光荧光雷达原理 |
11-13 |
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1．1．3 机载海洋激光荧光雷达接收信号的分析 |
13-14 |
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1．2 机载海洋激光雷达的应用 |
14-15 |
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1．3 海洋激光雷达的发展历史 |
15-21 |
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1．3．1 国外海洋激光雷达的发展 |
15-19 |
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1．3．2 国内海洋激光雷达的发展 |
19-21 |
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1．4 海洋激光雷达发展趋势 |
21-22 |
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2 机载海洋激光雷达的硬件设计 |
22-42 |
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2．1 从计算机工程学的角度进行系统设计 |
22-24 |
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2．2 机载激光雷达主要设计思路 |
24-25 |
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2．3 机载海洋激光雷达的器件选择 |
25-33 |
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2．3．1 激光发射系统 |
25-26 |
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2．3．2 采用光纤的光学接收系统 |
26-28 |
|
2．3．3 分光系统 |
28-29 |
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2．3．4 光电转换系统 |
29-30 |
|
2．3．5 数据采集和处理系统 |
30-31 |
|
2．3．6 供电系统 |
31-32 |
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2．3．7 减震系统与设备外壳 |
32-33 |
|
2．4 机载海洋激光雷达的安装调试 |
33-36 |
|
2．5 系统进一步改进的方案 |
36-42 |
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2．5．1 激光器的升级方案 |
36-37 |
|
2．5．2 光谱仪和分光部分的改进思路 |
37-38 |
|
2．5．3 多通道光电倍增管的选择 |
38-39 |
|
2．5．4 A/D采集卡升级方案 |
39-41 |
|
2．5．5 笔记本电脑USB采集方案设计 |
41-42 |
|
3 海洋激光雷达的软件设计 |
42-52 |
|
3．1 软件工程的定义与软件工程项目的基本目标 |
42-43 |
|
3．2 海洋激光雷达的系统分析 |
43-44 |
|
3．3 软件系统流程 |
44-46 |
|
3．4 相关算法与数据处理方法 |
46-48 |
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3．4．1 衰减系数反演 |
46-47 |
|
3．4．2 太阳背景辐射的影响 |
47 |
|
3．4．3 喇曼矫正 |
47-48 |
|
3．5 软件人机界面 |
48-52 |
|
4 初步实验结果 |
52-63 |
|
4．1 系统测试结果 |
52-54 |
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4．1．1 荧光和喇曼信号的波长和带宽 |
52-53 |
|
4．1．2 叶绿素a浓度和荧光强度的关系 |
53 |
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4．1．3 激光波长355nm和532nm荧光效率的比较 |
53-54 |
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4．2 激光雷达出海实验 |
54-59 |
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4．2．1 2003年6月海边实验结果 |
54-55 |
|
4．2．2 2003年8月高空模拟机载的实验结果 |
55-56 |
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4．2．3 机载实验结果 |
56-59 |
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4．3 叶绿素浓度测量实验 |
59-63 |
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4．3．1 实验室测量结果 |
59-61 |
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4．3．2 岸边叶绿素浓度同步实验 |
61-63 |
|
5 总结与讨论 |
63-64 |
|
5．1 本人所承担的工作 |
63 |
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5．2 结束语 |
63-64 |
|
参考文献 |
64-68 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.345498 |
