[发明专利]条纹管激光成像雷达海面回波畸变测量浅层海水衰减系数的遥感方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量浅层海水衰减系数的遥感方法。

背景技术

海水对于激光的衰减系数(或衰减长度)测量是海洋学领域水下探测方向一直需要面对和解决的问题。目前的测量方法都是通过采集水样或者实地测量等接触式测量为主，其探测效率较低，且由于测量时间较长，水质发生变化，不能做到实时探测。

而非接触式海水激光衰减系数的探测方法是通过遥感方式，可以大面积，实时对于海水衰减系数进行遥测，可以提高探测效率。海水对激光衰减系数的非接触式测量由于探测效率高、精度高等特点备受人们的重视。特别，此项技术可以应用在机载平台上，其探测效率可大大提高。

发明内容

本发明是要解决现有方法探测效率较低并且不能做到实时探测的问题，而提供了条纹管激光成像雷达海面回波畸变测量浅层海水衰减系数的遥感方法。

条纹管激光成像雷达海面回波畸变测量浅层海水衰减系数的遥感方法按以下步骤实现：

一、激光器产生光源，通过条纹管激光成像雷达的发射光学系统发射光功率的时域信号到海面；

激光器产生的光功率的时域信号为：

P0(t)=A0exp(t2σ2)---(1)]]>

其中，A₀为激光器固有光功率振幅；σ为激光脉宽的一半，t为信号的时域时间；

二、光反射回波由接收光学系统接收，通过窄带滤光片滤去杂光，使反射光照射到条纹管探测器上，条纹管探测器记录经过海平面畸变后的回波光，并通过条纹管激光器的A/D采集以及DSP处理，得到海平面回波的光功率信号；

三、利用海平面回波的光功率信号计算出浅层海水的衰减系数。

发明效果：

闪光式激光成像雷达海面成像原理，海面以下海水对激光的后向散射会对回波造成一定的畸变。通过对这种畸变的探测和分析，可以计算出浅层海水的衰减系数。通过这种新方法，利用Matlab仿真，探测了不同水质海水的衰减系数，该测量结果最大绝对误差小于0.01/m。利用本方法可以替代传统的采集水样、逐点测量的传统方法，通过焦平面面阵成像以及利用遥感方式大大增加了浅层海水衰减系数探测效率。

本发明提出一种利用闪光式激光成像雷达通过海面回波由于海水后向散射产生的畸变探测浅层海水衰减系数的新方法。本方法是通过遥感的方式利用条纹管激光成像雷达对浅层海水衰减系数进行面阵探测，大大提高了探测效率，并且可以做到非接触实时测量。为了能够更加快捷、高效地探测浅层海水衰减系数，本发明基于条纹管海面激光成像技术，提出一种利用其水下后向散射造成的回波畸变测量浅层海水激光衰减系数的方法。

附图说明

图1是具体实施方式一中的条纹管激光成像雷达的发射光学系统图；

图2是仿真实验中的探测器接收到的回波功率图；

图3(a)为仿真实验中H₀随衰减系数k₂的变化规律图；

图3(b)为仿真实验中P₁随衰减系数k₂的变化规律图；

图3(c)为仿真实验中P₂随衰减系数k₂的变化规律图；

图3(d)为仿真实验中S²随衰减系数k₂的变化规律图，当k₂取0.3/m时，S²取最小值；

图4为仿真实验中不同水质的衰减系数数值模拟结果图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的条纹管激光成像雷达海面回波畸变测量浅层海水衰减系数的遥感方法按以下步骤实现：