星对星激光雷达反射层析成像技术探讨.pdf

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1、第42卷第1期光子学报Vol_42NO．12Ol3年1月ACTAPH()TONICASINICAJanuary2013doi：lO．3788／gzxb20134201．0048星对星激光雷达反射层析成像技术探讨瞿福琪。，胡以华，焦均均。，董彬。(1武汉军械士官学校，武汉430075)(2脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子丁程学院)，合肥230037)(377108部队59分队，四川崇州611233)摘要：以星对星激光雷达成像为应用背景，提出了一种基于啁啾脉冲信号的反射层析成像处理方法，该方法通过激光雷达多角度回波非相干累积实现高分辨率的图像重构；分析了星对星反射层析成像的实现条件，包括成像

2、分辨率、工作模式及成像时间．研究结果表明，采用本文所提出的成像方法，通过同轨道面的伴星探测方式可以满足激光雷达反射层析成像多角度探测的要求，在观测角度范围大于6O。时能够得到0．1m目标分辨率，角度范围越大，分辨率越高，且成像时间与卫星轨道半径和两星距离有关．实验验证了该方法的有效性和星对星反射层析成像的可行性．关键词：反射层析；激光雷达；星对星成像；啁啾脉冲；空间分辨率；工作模式中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：1004—4213(2013)01-0048—6Satellite--to--satelliteLidarImagingUsingReflectiveTomograph

3、yQUFu—qi～，HUYi—hua，jIAOJun—jun，DONGBing。(1WuhanMechanic’alTeehnologyCollege，WHh(2n430074，China)(2StateKeyl,aboratoryo／PulsedPovd~,erLaserTechnolog(ElectronicEngineeringInstitute)He／ei230037，China)(377108Troopsand59Unit，Chongzhou，Sichuan611233，China)Abstract：Takingsatellite—to—satellitelidarimaginga

4、sapplicationbackground，animagingprocessingmethodbasedonchirpedpulseforreflectivetomographylidarispresented．Inthismethod，highprecisionimagereconstructionisobtainedbyextractingprojectiondataofdifferentobservationangleandusingCBPalgorithm．Theconditionofsatellite—to—satellite1idarreflectivetomographyim

5、agingisanalyzed，includingimagingresolution，workingmodesandimagingtime．Theresultsshowthat，themodeofaccompanyingsatellitedetectinginthesameorbitplanmeettherequirementofmultipleangledetectingforlidarreflectivetomographyimaging．0．1meterspacialresolutioncanbeachievedwhiletherangeofdetectingangleislarger

6、than60degree，andthelargertherangeofangle，thehighertheresolutionis．Theimagingtimedependsonthesatelliteorbitradiusandtherangebetweentwosatellites．Imagingexperimentvalidatesthefeasibilityandeffectivenessofthepresentedmethod．Keywords：Reflectivetomography；Lidar；Satellite—to—satelliteimaging；Chirpedpulse

7、；Spatialresolution；Workingmodes0引言析成像的概念(Tomography)最早由D．Munson提出[，通过对目标多角度的雷达波照射，利用滤波反以卫星为代表的空间飞行器已经在国民经济与投影技术实现目标成像．2001年，美国空军研究所军事应用领域发挥着举足轻重的作用．对空间目标首次采用CO激光雷达实现对514km处在轨卫星成像侦察能够得到目标的精细特征，以实现对其分0．2m分辨率的