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机载扫描激光测距地面分辨力分析

导读: 通过分析得到了直线扫描轨迹时,机载扫描激光测距地面采样点之间隔的特性和变化规律,由此可以看出,地面水平分辨力受波束倾角、扫描速度、激光脉冲重复率、飞行高度、飞行速度等影响,在不影响作业效率的情况下,提高水平分辨力最有效的途径是提高激光脉冲重复率。

  根据机载地面浏绘对地面分辫力的需要,首先给出了机载扫描激光m.l距的地面采样点分布的两种轨迹形式,然后着重分析了直线形式扫描轨迹的地面采样点特征以及水平分辫力与有关影响因素之间的关系,并给出地面水平分辫力受波束倾角、扫描速度、激光脉冲重复率、飞行高度、飞行速度等影响,在不影响作业效率的情况下,提高水平分辩力最有效的途径是提高激光脉冲重复率。最后讨论了改善地面水平分辫力的途径,得到了相关结论。

  1引言

  机载扫描激光测距的目的是获取地面被激光照射处到飞机的距离,为机载地面测绘获取地面的三维信息提供数据源,显然,其地面采样点的密集程度直接影响到地面测绘的性能也就是说,地面测绘对扫描激光测距的地面分辨力有着较高的要求。地面分辨力有水平分辨力和垂直分辨力两种。垂直分辨力表现为对地面高低目标的分辨能力,这在以测距为主要目的的系统中不作太多要求,而水平分辨力表现为对地面水平目标的分辨能力,是一个很重要的性能指标。它与诸多因素有关,因而需要对水平分辨力的有关特性和对它有影响的因素进行分析,为机载扫描激光测距系统的实现及其性能的研究与改进提供理论依据。

  2机载扫描激光测距地面采样点分布轨迹

  机载扫描激光测距以飞机作为工作平台,以脉冲激光作为技术手段,以激光波束扫描的工作方式测量飞机到地面上激光照射点的斜距。在区域扫描测量时,由飞机的飞行获得沿飞行航线的纵向扫描,由机载扫描装置获得横向扫描,横纵向扫描所得到的地面上按一定规律分布的采样点组成了扫描测距采样点集。每一点给出一个斜距数据,作为地面测绘三维信息获取的高程数据源。

  激光束进行扫描时,激光束在地面上照射的光斑(亦即地面采样点)的分布规律取决于扫描光学结构,而又直接影响着扫描测距的分辨力等性能。一般来说,采样点分布规律以一个横向扫描行内采样点所组成的轨迹来表征。扫描轨迹有直线形和圆弧形两种,所谓直线形的扫描轨迹就是每一个扫描行内地面采样点的连线,即一条直线,圆弧形扫描就是扫描行内地面采样点的连线,即一个圆弧。理想情况下两种采样点的扫描轨迹如图1所示,下面将针对常用的直线形扫描轨迹分析其地面采样点分辨力特征。

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