脉冲激光测距望远镜的信号处理分析

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　　摘 要：本文着手于脉冲激光测距的基本原理，结合脉冲激光测距望远镜的信号处理情况进行分析，总结出激光回波信号处理的正确措施，为我国职高院校今后的体育教学发展提供正确参考。
　　关键词：脉冲；激光测距；信号处理
　　0.引言
　　激光测距具体指的是利用激光脉冲进行定向的目标距离测量。这种技术最早出现在军事领域当中，在我国军事导航与图像定位中应用的较为成熟。根据我国近年来精密测量卫星轨道与地理现象的情况进行分析，我国在这方面仍旧存在诸多不足，信号处理与分析的技术还有待提升与优化。结合脉冲激光测距望远镜在我国军事领域的逐渐应用，将这种技术实际应用于信号处理过程当中，其具体效果还尚未可知，值得深入探究。
　　1.脉冲激光测距的基本原理
　　1.1脉冲激光测距
　　在激光测距的过程中，实验人员需要食用测量目标反射回来的激光信号，以此作为实验终止的信号，在具体实验过程中，操作人员通过对激光脉冲中高速运转的数据进行采集，以波形的图案进行记录。测量过程中，实验操作人员应严格按照距离测定的相关公式与标准进行运算，切实保证距离测定的准确性[1]。
　　脉冲激光测距是激光技术的早期应用，在实践应用环节，由于激光的发散角小，激光脉冲在作用时间内瞬间往往会输出大量的功率，使其达到极远的距离。脉冲激光测距通常都采用相位法进行距离测算，利用空间相位的实际距离，实现精确化的测距功能。常见的有连续波测距与脉冲激光测距两种，这两种测距方法在实践应用过程中所采用的工具较为复杂，但其精度往往较高，极大的满足了实际测距的任务需要。
　　1.2脉冲激光测距望远镜
　　激光测距望远镜在实践应用过程中根据测距方法的不同，通常分为脉冲激光测距望远镜与连续波激光测距望远镜，这两种激光测距望远镜都具有精确度测距功用，能够在多种复杂环境下快速完成测距工作，有效满足测距服务的实际需要。激光测距望远镜通常有激光发射机、激光接收机与激光电源这三个部分所组成，在实践应用环节具有机体简单，易于拆卸的特点，为特殊环境下的环境测距工作提供方便[2]。
　　根据测距环境与测距方法的具体情况，脉冲激光测距望远镜可选用1至2个合作目标进行辅助测量，以此满足测距的需要。脉冲激光测距望远镜具有体积小、结构简单、可靠性较高、功耗低与价格便宜等特点，被实际应用于我国各个领域的测距工作当中，具有较高的实际应用价值。本文通过对脉冲激光测距望远镜的信号处理工作进行分析，更加详尽、更加合理的对脉冲激光测距望远镜的效用进行探究，为我国今后更好地利用脉冲激光测距望远镜提供基础。
　　2.激光回波的信号处理措施
　　2.1采样处理
　　通过实验结果证实，数字信号处理在模拟信号处理过程中具有明显的优势，本文针对脉冲激光测距望远镜的信号处理方式进行探究，得出以下结论：通过将连续的模拟信号转变为数字信号，脉冲激光测距望远镜的信号处理逐步成为了能够恢复原有模拟信号的手段。以奈奎斯特的采样定理为根据，如果采样结果不低于信号最高频率的两倍，那么所的散离的采样结果信号值，就符合原始信号的相应标准，能够真实地代表原始信号的目标值[3]。
　　在采样过程中，应严格注意散离采样信号的频率值，根据奈奎斯特的采样定理制定标准化的信号计算公式与方法，将采集得到的散离信号进行详尽的统计与分析，确保采样信号的准确性，为之后的信号处理工序奠定良好的基础。
　　2.2滤波处理
　　脉冲激光信号在发射与接收的过程中往往会受到诸多因素的干扰与影响，致使脉冲激光回波信号的质量大幅度下降，对信号处理工作造成严重的影响。在实践环节，应采用合适的滤波器来消除噪声，在选用滤波器的过程中应挑选构造合适、功效明显的滤波器设备进行噪声消除工作。在较大幅度的脉冲激光信号接收与发射环节，应采用高通滤波器达到消除噪声的目的[4]。
　　在滤波处理环节，应根据脉冲激光信号的特点与强度，合理化的制定滤波消除装置，切实保证信号处理的质量。例如，高通滤波器应采用窗口均值滤低频的方式，利用窗口的原有数据代替窗口中的平均值，以此达到滤波的实际效果。具体运算过程中，应利用某区域内的均值减去原有序列内的数值，将计算出的数值用来代替原有数值，以此实现高效化的信号处理过滤，帮助脉冲激光测距望远镜实现准确的信号处理分析。
　　2.3相关检测处理技术
　　相关检测处理技术具有较强的应用优势与较为显著的应用特点，是信号检测过程中不可忽视的重要工具。相关检测处理技术可以在低信噪比的情况下成功提取出有用信号，相比于传统信号处理技术，这种信号处理技术较为广泛的应用于卫星遥控、图像处理、医学领域、通信领域与超声探测等领域，具有较强的适用性。
　　相关检测处理技术在实践应用过程中，应根据脉冲激光测距望远镜的实际测量数据进行误差计算，对离散情况下的信号数据进行周期性的判定。通过两个信号的相关系数有效判定信号之间的相似程度，以此为依据，实现信号数据的准确处理。
　　3.脉冲激光测距望远镜的信号处理结果
　　通过上述信号处理技术的有效应用，在脉冲激光测距望远镜的信号处理工作中，首先，应对采集到的信号数据进行整理，根据信号数据的特点，选用低频滤波或者高频滤波进行有效处理，使信号数据保持较高的质量与分辨率，通过运算，正确找到信号所代表的位置。
　　在上述信号处理试验中所收集到的数据多为激光回波信号，其信噪较小，在长距离的传输过程中往往会被掩盖在噪声当中，不利于信号处理人员进行提取。经过高频滤波器或者低频滤波器的处理以后，激光数据会变的更加明显，有利于信号处理人员进行收集与处理。为了准确验证信号处理的真伪，工作人员在信号收集与处理的过程中，还应利用计算机进行仿真模拟定位，确定信号数据所对应的位置是否符合标准。
　　4.结语
　　综上所述，脉冲激光测距技术在未来的发展过程中，应不断进行优化与完善，在实践应用中为我国提供更多、更加可靠、更加精确的位置信息，促进我国科学领域与信息领域的发展与提高。
　　参考文献
　　[1] 刘进出.脉冲激光测距技术中的创新与改进[J].信息技术教育，2013，12（09）：23-24.
　　[2]杨剑锋.信号处理工作中的优化措施[J].西北科技大学院报，2012，23（07）：23-25.
　　[3]何伟.浅析脉冲激光测距望远镜的功效与注意事项[J].湖南科技大学院报，2012，12（07）：33-25.
　　[4]李少强，曾毅.信号处理工作中需要关注的要点探究[J].激光测距原理，2012，12（07）：53-55.
　　作者简介：陈尾英（1984-），性别：女，福建南安人，学历：研究生，广东岭南职业技术学院通信技术专业教师，研究方向：激光测距。
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