海洋激光雷达探测技术

本书介绍海洋激光遥感理论和方法，系统论述海洋激光雷达的探测原理、辐射传输理论、数据处理方法和模拟仿真技术，在船载和机载海洋激光雷达系统研制和试验基础上，论证我国星载海洋激光雷达系统技术方案。全书共8章，包括绪论、船载海洋激光雷达系统、机载海洋激光雷达系统、海洋激光诱导荧光雷达遥感技术、海洋激光雷达光学剖面及次表层探测方法、海洋激光雷达浅海水深探测方法、海洋激光雷达信号数值仿真技术、星载海洋激光雷达系统设计。

第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1海洋激光雷达探测原理2
1.1.2海洋激光雷达探测发展历程4
1.2激光在大气中的传输特性7
1.2.1大气吸收7
1.2.2大气散射8
1.2.3大气湍流8
1.3激光在气-水界面的传输特性8
1.3.1激光在静止海面的传输8
1.3.2激光在粗糙海面的传输9
1.4激光在海水中的传输特性9
1.4.1海水的光学参数10
1.4.2激光在海水中的衰减特性11
1.4.3激光在海水中的吸收特性11
1.4.4激光在海水中的散射特性12
1.5海洋激光雷达的应用领域15
1.5.1水体次表层15
1.5.2海水光学性质15
1.5.3浅海测深16
1.5.4海面高度17
1.5.5海面风速18
1.5.6大洋渔业19
1.5.7海洋动力过程19
1.5.8海洋环境探测19
第2章船载海洋激光雷达系统22
2.1多探测体制激光雷达22
2.1.1弹性散射海洋激光雷达22
2.1.2布里渊散射海洋激光雷达30
2.2线性探测海洋激光雷达33
2.2.1总体方案设计33
2.2.2发射系统35
2.2.3接收系统36
2.2.4信号采集和处理37
2.3光子计数海洋激光雷达38
2.3.1总体方案设计38
2.3.2发射光学系统39
2.3.3接收光学系统41
2.3.4数据采集系统42
2.4变视场水下海洋激光雷达43
2.4.1总体方案设计43
2.4.2激光器44
2.4.3发射接收光学系统44
2.4.4总控模块45
2.5高光谱分辨率海洋激光雷达46
2.5.1基本原理与结构46
2.5.2激光器47
2.5.3光谱鉴频器50
2.6船载综合试验51
2.6.1海上固定平台试验51
2.6.2千岛湖船载试验52
2.6.3海上船测试验56
第3章机载海洋激光雷达系统65
3.1总体方案与技术指标65
3.2激光器模块和扫描模块67
3.2.1激光器模块67
3.2.2扫描模块69
3.3收发光路和探测模块70
3.3.1收发光路70
3.3.2探测模块71
3.4高速采集和控制模块73
3.4.1硬件总体框架73
3.4.2高速ADC采集73
3.4.3千兆网络接口74
3.4.4SATA接口75
3.5机载激光-船载实测同步验证试验76
3.5.1南海机载激光雷达飞行试验76
3.5.2南海机载激光雷达与高光谱飞行试验78
3.5.3南海机载/船载海洋激光雷达试验79
3.5.4南海机载激光雷达试验及船载同步验证81
3.5.5南海无人机载激光雷达飞行试验82
第4章海洋激光诱导荧光雷达遥感技术84
4.1激光诱导荧光海洋探测技术84
4.1.1激光诱导荧光探测原理85
4.1.2激光诱导荧光探测系统设计87
4.1.3共线聚焦式激光诱导荧光探测系统94
4.1.4正交式激光诱导荧光探测系统96
4.2激光诱导荧光测量海洋水色参数方法98
4.2.1概述98
4.2.2反演模型100
4.2.3近海实测数据采集105
4.2.4实测数据及测量方法105
4.2.5实验结果和分析107
4.3激光诱导荧光区分赤潮藻种类技术114
4.3.1概述114
4.3.2海洋藻类水体荧光特性分析114
4.3.38种赤潮藻区分识别实验122
第5章海洋激光雷达光学剖面及次表层探测方法128
5.1数据预处理128
5.1.1背景噪声去除128
5.1.2回波信号去卷积130
5.1.3距离校正131
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