基于F-P标准具和ICCD的水下布里渊激光雷达温度测量误差研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wysnl2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于布里渊散射的水下激光遥感相对于其他海水环境要素遥感方式具有损耗小、信噪比高、抗干扰能力强等特点,更具有优势。由此,本文讨论了基于法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)标准具(etalon)和增强型电耦合器(Intensified Charge Coupled Device,ICCD)的布里渊激光雷达系统(Brillouin LiDAR system,BLS)水下测温原理并结合仿真讨论了信号处理流程。  然而,在激光雷达系统中存在着影响测温精度的诸多原因,为此本文分析了影响测温精度的因素并重点分析讨论了发射激光单稳频特性、激光雷达接收系统中F-P etalon自由光谱范围(Free Spectral Spectra,FSR)标定误差以及系统中随机散粒噪声对最终温度遥感精度带来的影响。分析表明,激光发射系统对布里渊线宽测量带来4MHz左右的误差,而对布里渊频移的测量误差基本可以忽略;F-P etalon自由光谱范围标定误差基本仅对布里渊频移的测量造成误差,约为3.6MHz左右,而对布里渊线宽的测量误差基本忽略。而随机散粒噪声是影响整个系统测量精度的最大原因。随机噪声对布里渊频移和线宽的测量都会带来影响,但是在同一信噪比条件下对线宽测量的影响更大。与此同时,研究发现对于较低温度(10℃)条件下采用线宽测量的方式反演温度较好些,而对于较高温度(30℃),则更适合采用频移测量的方式。另外,为了兼顾温度遥感的实时性与测量结果的稳定性和精度,采用5次测量取平均的方式更为合理。  除此之外,本文还进行了真实的水下布里渊散射实验,实验采集了水下27m深处的5组数据。实验中的水温为12.5℃,盐度为0‰。对于单次测量而言,经由布里渊频移反演得到最大温度误差为2.36℃,而经5组数据平均后温度测量误差可以被显著改善,降为0.71℃;采用布里渊线宽反演得到的最大温度误差为2.24℃,经过5组数据平均后误差降为0.06℃,这小于经由测量频移的方式反演温度得到的误差。
其他文献
人体动作识别因为其广泛的现实应用前景,成为图像处理、计算机视觉、机器学习等领域的研究热点,但仍然是一个具有挑战性的课题。在人脑视觉机理的启发下,深度学习的提出使得机器
互联网技术飞速发展的当下,视频多样性服务也大量涌现,用户对于视频质量的需求也随之增长。为了更好地服务用户,提升用户体验,服务商致力于研究各方面指标以改善用户体验质量
针对图像版权保护和内容监管领域的应用需求,本文提出了基于局部特征的图像检索系统。该系统支持对经格式、旋转、缩放、变色、亮度、对比度、加Logo和剪裁等变化后图像的快速
近年来,随着无线通信的迅猛发展,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术已逐渐成为核心技术之一。它在不增加带宽和额外发射功率的前提下,就能够实现高速率
Ad Hoc网络是一类无固定基础设施的无线多跳网络。因其自身特点,其研究内容和面临挑战,也与其他无线通信系统不同。本文从网络管理的角度出发,采用跨层设计的方法,设计了Ad H
随着TD-SCDMA技术的不断发展和完善,TD-SCDMA网络的商用和产业链发展也日趋成熟。而且为了充分利用原有GSM网络的覆盖优势,TD-SCDMA和GSM网络将长期共存。在这种环境下,终端
生理电信号是人体各种生理参数的重要指标,在临床治疗和诊断中有重要的作用。复杂度理论已成为研究生理电信号的热点,而符号转移熵是一种反映系统混乱程度的非线性指标,在生
眼图是一种直观快速地观测串行信号质量的方法。它可以反应系统物理层性能,如系统带宽对传输信号参数的影响。如果能够正确地构建眼图,并且保证用于构建眼图的数据量充足,就可以
基于人脸图像的性别识别在人机交互、智能监控、视频检索等领域中有着广阔的应用前景,近年来已经发展成为计算机视觉领域的一个热点课题。与其它识别问题一样,人脸性别识别系