机载激光雷达海洋测深技术.ppt

? 随着技术的进一步发展，当前出现了单 色激光机载 LiDAＲ 测深系统。单色激 光机载 LiDAＲ 测深系统仅采用波长为 532nm 的蓝绿激光作为激光器发射光 源，其一部分激光束到达海面后沿原路 径反射，另一部分激光束则穿透海面到 达海底，经海底反射沿原路径返回，并 被激光接收器接收。根据二者到达接收 器的时间差，即可计算出海水的深度。 采用单色激光作为发射源，既简化系统 结构，又不需双色激光同步而提高测深 精度，是机载 LiDAＲ 测深系统的发展 趋势
? 最佳透光窗口：波长为 0. 47 ～ 0. 58μm 之间的蓝绿光表现出了衰减系数 最小的特性。
? 特点：精度高、分辨率高、灵活机动、测点密度高、测量周期短和覆盖面广； 同时测量水上、水下三维地形，不需要进行数据融合，真正实现了水陆一体 化无缝测量。
? 与多波束测深系统不同的是，机载激光测深系统由于在海底的覆盖宽度仅仅 与飞机的航高有关，而与要测量的水深无关，因此特别适合于沿岸浅水区的 全覆盖水深测量。
2020/4/16
02 机载激光测深基本原理
2020/4/16
? 双色激光机载 LiDAＲ 测深系统利用装 在飞机下部的激光发射器斜向海面发射 两种不同波长的激光束。波长为 1 064nm 的红外光因无法穿透海面而被 海面沿原路径反射，波长为 532nm 的 蓝绿光则以一定折射角度穿透海面到达 海底，并被海底沿入射路径反射，两种 波长的激光束均被光学接收系统接收。 根据两种波长激光束返回的时间差和蓝 绿激光的入射角度、海水折射率等因素 综合计算，可得出测量点的瞬时水深值。 再与定位信息、姿态信息、潮汐数据结 合，即可得到测量点在地理坐标系下的 位置和基于深度基准面的水深值。
基于声波的回声测深技术
? 机载激光测深
在含有盐、气泡和浮游生物的海水中，光波和电磁波的衰减都非常大，声波在海 水中衰减小、传播距离长，因此基于声波的回声测深技术是应用最广最为成熟的 水深测量技术。
多波束测深系统是 一 个全覆盖式声纳测深系统，其波束在海底的覆盖宽度是水 深的 3 ～7 倍，个别系统最大可达 10 倍。在深水测区具有很大的优势，但在水 深小于 50m 的浅水区或存在暗礁时，声呐测量技术往往使用受限，测量效率也 急剧下降，且存在着严重的安全隐患。
2020/4/16
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主动式遥测技术，利用的是光在海水中的 传播特性。
按照波段数Biblioteka Baidu可分为双色激光机载 LiDAＲ 测深系统和单色激光机载 LiDAＲ 测深系 统。
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机载激光雷达海洋测深技术
目录
01 海洋测深概述 02 机载激光测深基本原理 03 机载激光测深系统构成 04 机载激光测深的关键技术 05 机载激光测深系统的应用
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01 海洋测深概述
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海洋测深技术
? 常规的海洋遥感水深反演技术
? 单波束测深技术 ? 多波束测深技术
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机载激光测深
? 机载激光测深系统( LiDAR)的最初目的主要是获取困难地区的数字高程模型 数据。近几年, 机载激光雷达技术为浅海、岛礁、暗礁等传统手段难以开展 的水深测量提供了新的解决方案。
? 20世纪70年代，人们发现光波在海水中的最佳透光窗口后，机载激光测深 技术得到了迅速的发展。