机载测深激光雷达的海底回波提取技术

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1、机载测深激光雷达的海底回波提取技术学校代码：10255学号：2161277机载测深激光雷达的海底回波提取技术SEA-BOTTOMECHOSIGNALEXTRACTIONTECHNOLOGYFORAIRBORNEBATHYMETRYLIDAR学科专业：电气工程论文作者：张熠星指导老师：尚建华答辩日期：2018年5月22日机载测深激光雷达的海底回波提取技术东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容

2、。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日机载测深激光雷达的海底回波提取技术东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日机载测深激光雷达的海底回波提取技术机载

3、测深激光雷达的海底回波提取技术摘要机载激光测深技术因其灵活性好、速度快及测量精度高的特点，成为各国研究人员研究的热点，并逐渐取代传统水深测量方法，在河道、近海域的水深测量及水下地形地貌的测绘等方面发挥了至关重要的作用。本文将对机载激光测深技术中的回波信号处理这一关键技术开展深入研究，提取回波信号数据中的海底回波信号，并通过数据处理清晰分辨出回波信号中的海面回波信号和海底回波信号的峰值。由于海水中各种藻类、悬浮物等因素的影响，机载激光测深系统的初始回波信号数据中包含大量的干扰信号。通过对两种常用数字滤波器——无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器的比较，发现FIR滤

4、波器系统更稳定，处理效率更高且设计方法更简便，所以，本文选择使用FIR滤波器来剔除初始回波信号中的干扰信号。并详细分析比较了不同设计方法的FIR滤波器的滤波效果，在此基础上，通过对滤波后数据的平滑度判断，选取滤波效果最好，滤波后数据曲线更加平滑的数据进行储存。滤波后机载激光测深系统的回波信号数据是本文的另一个研究重点，由于该数据是离散的，因此需要选用合适的拟合方法对该离散数据进行拟合。本文采用分段拟合的方法，把回波信号分成海面I机载测深激光雷达的海底回波提取技术回波信号，海体后向散射信号和海底回波信号三个部分。使用最小二乘拟合法和多个函数拟合法分别对这三个部分的离散数据进行拟合，分析

5、比较了两种方法的拟合效果，并进行了误差分析。对储存的多个函数拟合法中的三个拟合效果最优的拟合函数与最小二乘拟和法中的三个拟合函数分别进行拼接，并用拼接后的拟合函数对滤波后的机载激光测深系统中海洋测深部分的完整回波信号数据进行拟合。比较两个拟合方法的拟合效果，并进行误差分析，确保能清晰地分辨出海面回波信号和海底回波信号波峰的位置。关键词：机载激光测深；数据处理；有限冲激响应(FIR)滤波器；最小二乘拟合法；多个函数拟合法II机载测深激光雷达的海底回波提取技术SEA-BOTTOMECHOSIGNALEXTRACTIONTECHNOLOGYFORAIRBORNEBATHYMETRYLIDA

6、RABSTRACTAirbornelaserbathymetrytechnologyhasbecomeahottopicofresearchersinvariouscountriesbecauseofitsflexibility,speedandaccuracy,andgraduallyreplacethetraditionalmethodofwaterdepthmeasurement.Itplaysaveryimportantroleinwaterdepthsurveyandunderwatertopographymappinginriverandnearseaarea.Thisp

7、aperwillfurtherstudythekeytechnologyofechosignalprocessinginairbornelaserbathymetry.Thesea-bottomechosignalintheechosignalisextracted,andthepeakofthesea-surfaceechosignalandthesea-bottomechosignalintheechosignalareclearlyidentifie