CN107748367B - 基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法。首先正调频斜率频率调制信号发生器和负调频斜率频率调制信号发生器同时对调频激光种子源进行调制，两种不同波长的激光通过光纤合束器合成一束激光，并由准直镜组发射出去，反射回来的激光经过接收镜组耦合到光纤波分复用器输入端，两种波长的激光分别从光纤波分复用器两个输出端口输出，经过调频激光信号探测与处理解调，将结果存储在RAM存储器中；最后对存储在RAM存储器中的两组数据进行数字信号处理。本发明可以解决现有技术中大气扰动对调频激光测距误差补偿的问题。

Description

基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法
技术领域
本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种基于互补双调制的激光测距 大气扰动误差补偿方法。
背景技术
高精度调频激光测距雷达因测量范围大、精度高、非接触、非合作目标等 显著优势，广泛应用于航天、航空、汽车、船舶等领域。测量光在整个传输路 径中会受大气湍流运动的影响，引起光强闪烁、光斑漂移、光束扩展等效应， 降低系统测量精度。大气扰动对调频激光测距精度补偿方法是实现高精度线性 调频激光测距的基础核心关键技术之一。
目前，大气扰动对调频激光测距精度补偿方法主要是在两个具有不同波长 的激光对目标进行测量的方法。这种原理的补偿方法由于采用了双波长，系统 需采用两套激光器，有时还要采用两套激光探测系统，增加了系统的复杂度和 成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿 方法，以解决现有技术中大气扰动对调频激光测距误差补偿的问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法，包括以下步骤： 首先正调频斜率频率调制信号发生器和负调频斜率频率调制信号发生器同时对 调频激光种子源进行调制，两种不同波长的激光通过光纤合束器合成一束激光， 并由准直镜组发射出去，反射回来的激光经过接收镜组耦合到光纤波分复用器 输入端，两种波长的激光分别从光纤波分复用器两个输出端口输出，经过调频 激光信号探测与处理解调，将结果存储在RAM存储器中；最后对存储在RAM 存储器中的两组数据进行数字信号处理。
由于距离引起的回波频率变化和由于大气扰动引起的回波频率变化是不同 的，在负调频斜率下，接收到的回波频率是两者频率之和，在正调频斜率下， 接收到的回波频率是两者频率之差，通过数字信号处理的方法只提取出由于距 离引起的回波频率的变化，进而补偿大气扰动对调频激光测距测量精度的影响。
本发明所取得的有益效果为：
本发明调频激光测距发射激光采用互补双调制调频激光，同时发射互补双 调制激光，补偿大气扰动对调频激光测距测量误差的方法。正负互补调频斜率 调制激光采用分时工作机制，首先进行正调频斜率调制激光测量，然后进行负 调频斜率调制激光测量。调频激光在大气传播的过程中，由于距离引起的回波 激光频率变化和由于大气扰动引起的回波激光频率变化是不同的，在负调频斜 率下，接收到的回波激光的频率是两者频率之和，在正调频体制下，接收到的 信号频率是两者频率之差，因此，通过信号处理的方法提只提取出由于距离引 起的回波激光频率的变化。
附图说明
图1为基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法流程图；
图2为经过调频激光信号探测与处理解调后的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方 法包括以下步骤：正负调频斜率调制激光采用同步工作机制，首先正调频斜率 频率调制信号发生器和负调频斜率频率调制信号发生器同时对调频激光种子源 进行调制，两种不同波长的激光通过光纤合束器合成一束激光，并由准直镜组 发射出去，反射回来的激光经过接收镜组耦合到光纤波分复用器输入端，两种 波长的激光分别从光纤波分复用器两个输出端口输出，经过调频激光信号探测 与处理解调，将结果存储在RAM存储器中，波形如图2中的实线所示；最后对 存储在RAM存储器中的两组数据进行数字信号处理，由于距离引起的回波频率 变化和由于大气扰动引起的回波频率变化是不同的，在负调频斜率下，接收到 的回波频率是两者频率之和，在正调频斜率下，接收到的回波频率是两者频率 之差，因此，通过数字信号处理的方法只提取出由于距离引起的回波频率的变 化，进而补偿了大气扰动对调频激光测距测量精度的影响。

Claims (1)

1.一种基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：首先正调频斜率频率调制信号发生器和负调频斜率频率调制信号发生器同时对调频激光种子源进行调制，两种不同波长的激光通过光纤合束器合成一束激光，并由准直镜组发射出去，反射回来的激光经过接收镜组耦合到光纤波分复用器输入端，两种波长的激光分别从光纤波分复用器两个输出端口输出，经过调频激光信号探测与处理解调，将结果存储在RAM存储器中；最后对存储在RAM存储器中的两组数据进行数字信号处理；由于距离引起的回波频率变化和由于大气扰动引起的回波频率变化是不同的，在负调频斜率下，接收到的回波频率是两者频率之和，在正调频斜率下，接收到的回波频率是两者频率之差，通过数字信号处理的方法只提取出由于距离引起的回波频率的变化，进而补偿大气扰动对调频激光测距测量精度的影响。
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