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激光水下目标成像关键技术研究

钟森城  
【摘要】:激光水下目标成像技术是一项目前正在发展的先进的探测技术,在军事侦察、海洋资源探测和要害目标防护等领域具有广阔的应用前景,是目前世界发达国家研究和发展的重点。但由于该技术涉及高功率高重频小型化激光技术、选通成像技术、噪声抑制技术和图形处理等诸多关键技术,相关理论及系统设计、研制及实用化难点很多,实现的难度很大。本文对激光水下目标成像技术进行了深入的理论与实验研究,主要研究工作及成果包括: 1.建立了激光水下目标成像的理论模型,给出了探测器接收到的目标信号光功率后向散射光功率、前向散射光功率以及系统信噪比的解析表达式,得出了系统极限探测水深等,对实验系统的研究和设计具有重要的指导意义的结论。 2.研究了海面波浪对激光水下目标成像的影响,建立了波浪导致目标成像畸变的还原模型及评估模型,实现了去除海面波浪导致系统成像畸变的目的。 3.利用分析软件对激光水下目标成像系统及波浪对系统成像的影响进行数值模拟分析,给出了不同系统参数下探测器接收到的目标信号光功率、系统信噪比、最大探测水深等的变化规律及波浪导致成像畸变的模拟还原结果。 4.与组内成员共同搭建了激光水下目标距离选通成像系统,实验研究了水体衰减系数、激光发射功率、探测水深、水面波浪等对系统成像的影响,实验结果表明在水体6倍衰减长度内可识别目标,在8倍衰减长度内可发现目标。 5.初步研究了激光水下目标的条纹管扫描成像技术,与组内成员共同搭建了条纹管成像系统,并进行了原理性实验研究,得到了与距离选通成像系统相类似的实验结果。


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