一种机载激光雷达航测参数的优化设计方法

摘要

本发明公开一种机载激光雷达航测参数的优化设计方法；该方法以激光器参数、飞行参数、扫描系统参数与激光脚点分布之间的映射关系为约束条件，在满足航测作业要求的激光脚点分布密度及各个参数的实际范围的情况下，以扫描航带数为自变量，以所需扫描时间最少为目标，确定出最佳的航测参数。

主权项

1.一种机载激光雷达航测参数优化设计方法；所述方法建立激光器参数、飞行参数、扫描系统参数与激光脚点分布的映射关系：飞行高度h和扫描角θ决定了扫描带宽L，飞行速度v和扫描频率f_sc决定了扫描点的航向分布间距d_alg，激光器重复频率F影响每一条扫描线上的扫描点数的大小N，重复频率、扫描带宽和扫描频率共同决定了激光脚点旁向间距d_acs；所述方法以扫描航带条数n为自变量，以所需扫描时间t为因变量，确定出航测参数；其特征在于，建立激光器参数、飞行参数、扫描系统参数与激光脚点分布的映射关系，如式(1)-(5)所示；以满足激光脚点分布为前提条件，以扫描带条数n为自变量，以对扫描区域完成扫描用时t最少为优化目标；以激光器参数、飞行参数、扫描系统参数与激光脚点分布的映射关系为约束条件，求得最佳的扫描带条数、激光器参数、飞行参数、扫描系统参数以及扫描时间；所述激光器参数包括激光脉冲重复频率F、激光束发散角ω；所述飞行参数包括飞行平台的飞行速度v、相对被测地面区域的飞行高度h和在被测区域平面内的飞行航线位置b_i；所述扫描系统参数包括扫描角θ、扫描频率f_sc；其他参数还包括扫描带重叠度δ、每行相邻激光脚点的角间距Δθ、航线间距B；所述被测地面区域长为a、宽为b；所述航线位置b_i及航线间距B的求解公式如式(7)、式(8)所示；所述以满足激光脚点分布为前提条件、以扫描带条数n为自变量、以对扫描区域完成扫描用时t最少为优化目标的优化公式如式(6)所示；所述方法在航测开始之前进行航测参数设计，并在航测过程中对实际航测参数进行监测与校正；本方法按照三维重建精度对激光脚点分布密度要求，根据扫描区域、飞行平台、激光雷达系统参数的特点，设计出航测用时最少的航测参数；L＝2htan(θ/2)                        (1)N＝F/f_sc                              (2)d_alg＝v/f_sc                           (3)Δθ＝θ/(N-1)                        (4)d_acs＝h(tan(θ/2)-tan(θ/2-Δθ))     (5)B＝(1-δ)L                            (8)。