Gm-APD激光雷達(dá)脈沖累積探測性能的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,激光雷達(dá)在軍事、天文、工業(yè)等諸多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用,已成為高科技領(lǐng)域的研究重點之一。Gm-APD(Geiger-Mode of Avalanche Photodiodes)具有單光子靈敏度,因此其在高精度、遠(yuǎn)距離的弱信號探測中具有很大的優(yōu)勢?；贕m-APD陣列的三維成像激光雷達(dá)近十年來發(fā)展十分迅速。本文主要研究脈沖飛行時間測距體制Gm-APD激光雷達(dá)多次累積探測的探測概率、虛警概率和測距精度,提出幾種提高激光雷達(dá)探測性能

2、的方法。
　　首先,本文介紹了Gm-APD激光雷達(dá)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,明確了本文的研究內(nèi)容。介紹了Gm-APD探測的基本原理,Gm-APD的探測模型,采用分立區(qū)間和泊松統(tǒng)計理論對雪崩概率進(jìn)行分析,給出了本文中的脈沖飛行時間測距體制激光雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和工作過程。
　　其次,本文分別研究了長死時間和短死時間情況下,Gm-APD激光雷達(dá)脈沖累積探測的最值法和半閾值法的探測性能。研究了長死時間情況下,脈沖累積探測最值法的探測概率和虛

3、警概率,分析累積次數(shù)、信號強(qiáng)度、距離選通門開啟時刻對系統(tǒng)的探測概率和虛警概率的影響。分別研究了長死時間和短死時間情況下,脈沖累積探測半閾值法的探測概率、虛警概率和測距精度,分析了累積次數(shù)和衰減片透過率對探測性能的影響,發(fā)現(xiàn)分別存在某個最佳的衰減片透過率的范圍,能夠使激光雷達(dá)的探測性能達(dá)到最佳。長死時間情況下,將衰減片透過率控制在0.33～0.20之間,探測距離1.5km時,探測概率能提高1倍,測距精度可以從m量級提高到cm量級。短死時間